FPGA芯片国内外格局与统治地位竞争关系详解

国外FPGA企业情况 - FPGA顶级公司都在美国
排名地位: Xilinx，Altera，Actel，Atmel，Avago，Cyprss
1)Xilinx
成立于1984年，首创FPGA技术。产品线也包括CPLD，在某些特殊控制领域CPLD比FPGA速度快，但CPLD集成的逻辑资源较少。
2)Altera(Intel)
成立于1983年，美国硅谷, 世界上”SOPC可编程芯片系统”方案的倡导者。Altera结合可编程逻辑技术，IP集成核和技术服务，为客户提供FPGA方案。2015年12月，Intel收购Altera。
3)Actel
成立于1985年，美国纽约。前二十年效力于美国军工和航空领域，并禁止对外出售。目前Actel公司开始转向民用和商用领域，推出反熔丝系列，和可重复擦除的ProASIC3系列。
4)Lattice
成立于1983年，俄列冈州，1985年在特拉华州重组，在上海设有研发中心。Lattice提供FPGA，CPLD等产品和设计方案，包括瞬时上电操作，安全性和节省空间的单芯片方案。
2016年11月3日，Canyon Bridge原计划收购Lattice。
5)Atmel
系统集成方面拥有世界级专业知识和经验，保证最小开发延期和风险。其产品包括微处理器，可编程逻辑芯片，非易失性存储器，安全芯片等。
在FPGA领域，Xilinx始终保持一家独大的局面，地位难以撼动。

国内FPGA企业情况：
1)国微电子
深圳同方国芯子公司国微电子是国产军工IC最大供应商，提供机载、星载、舰载等系统和通讯领域的整体芯片方案。2008年至今承接超大规模可编程逻辑器件(FPGA)、创新结构的大容量存储器等国家“核高基”重大专项项目达九项，现已经成为我国IC产业重点骨干企业。
2)771/772所
由于涉及国家机密原因不能公开。现在中国航天航空级FPGA芯片供货大户是771，772这两所，这两家都有FPGA事业部和流片的生产线。
3)复旦微电子学院
复旦微电子学院是国内较少的自主研发FPGA的机构，不过它家产品只供应军方，其自主可控的FPGA器件与配套软件系统有较大成就，与复旦微电子集团股份有限公司紧密合作建立了“FPGA创新团队”，加大力度攻关千万门级FPGA器件的技术难题。
4)华微电子
成都华微电子科技有限公司，国家”909”工程集成电路设计公司和国家首批认证的集成电路设计企业，以芯片设计为主，辅以电子产品开发、技术服务。公司具备90纳米CMOS、0.18微米Bi-cmos及BCD先进制程的数字模拟混合信号设计技术，可编程逻辑器件、A/D、D/A、模拟电路及接口电路的系列产品在国内具有领先优势。
5)上海安路科技
2011年成立，公司创始人及核心运营团队由来自世界著名的FPGA公司和EDA公司的海内外高级技术、运营管理人才，学术界资深FPGA专家组成，从业经验均超过10年。IC-CHINA 2016芯品发布会上，EAGLE系列EAGLE-20 FPGA芯片产品正式发布。

FPGA利弊分析
FPGA核心优点：可编程灵活性高、开发周期短、并行计算可编程灵活性高。
FPGA限制因素：成本、功耗和编程设计。
根据权威市场调研机构Gartner数据显示，2014年全球FPGA市场总规模为50亿美金，其中，中国市场份额15亿美金，占全球市场三分之一，预计2015年至2020年全球FPGA市场的年增长率为9%，到2020年全球FPGA 市场规模将达84亿美金。

FPGA的 3个方向：
1） 通信设备高速接口电路设计，FPGA可用于高速信号处理，在 AD采样率高，数据传输速率高的情形，就需要FPGA处理，比如抽取滤波，降低数据速率，使信号容易处理，传输，存储。
2) 信号处理，包括图像信号，雷达信号，医学信号处理等，优点是实时性好，用面积换速度。
3) 嵌入式SOPC，即利用FPGA搭建嵌入式系统的底层硬件环境，然后设计者在上面进行嵌入式软件开发。

FPGA产业格局
在信号处理和控制中，FPGA已经取代了自定制专用集成电路ASIC和处理器。
Xilinx和Altera公司在FPGA领域深耕几十年，两家公司持续不断地竞赛，占据了90%市场，前无古人后无来者，提前布局的专利保护对后来者形成了巨大的市场壁垒，几乎封锁了通向FPGA的道路。上百家行业巨头挑战FPGA排名第一的市场地位，包括Intel、Philips、Agere Systems、AMD和摩托罗拉等国际知名的芯片设计厂商，但这些企业的市场份额加起来也不足9%，也未挑战成功过Xilinx和Altera排名第一二名的公司。
FPGA是全球芯片设计业最需要突破技术垄断的产品之一，在所有芯片领域中属于最难以突打破格局的技术产品。

京微雅格：公司聚集了最早在FPGA行业耕耘与尝试的一批技术精英，他们采用SoC FPGA战略，片上整合DSP、Memory、MCU等单元的CME-GM7系列，试图打破FPGA市场壁垒。
不过比较可惜是，在国内行情和市场环境下，公司在发出最强音后也由于种种原因走入困境，让自己举步维艰。FPGA的技术门槛相当高，由于京微雅格没有办法做到Pin-Pin，产品成功率极低，陷入一种非常被动的局面，长时间的战略失误让京微雅格陷入了人才、资本和发展僵局。
京微雅格的失败有很多值得思考的地方，FPGA产业成功不仅在产品，还在于产品线的生态系统建设，包括：FPGA芯片、EDA工具、IP库，缺一不可。完善的生态系统才具备更全面的设计资源，形成系统级设计优势，迅速适应各种市场变化。
京微雅格很多研究人员进入了后续成立的上海安路科技，AGM和高云半导体团队里。

高云半导体：高云半导体的CEO朱璟辉和SVP宋宁都来自于Lattice团队，尤其是朱璟辉，从清华大学毕业后，1996年-2011年任职Lattice，历经七代FPGA产品研发，曾获得11项美国专利，5项中国专利，目前还是科技部863计划的可编程器件重大专项技术负责人。而另一个核心人物宋宁任职过Lattice高工，还任职过Cadence高工。目前负责高云半导体FPGA全流程软件开发，对FPGA架构、硬件设计、软件研发同步开发有独到经验。

低密度非易失性FPGA已经完全取代传统CPLD，并成为低密度FPGA市场的绝对主力，每年约5亿美元的市场销量。高云半导体专门研究Altera MAX V10和Lattice XO2/3；100万门-500万门易失性FPGA产品，采用台积电55nm基于SRAM，可与Xillinx Spartan及Altera Cyclone系列相提并论。高云研发成功了GW3AT-100，这是国内首款28纳米中高密度FPGA，由台积电代工。

上海安路科技：上海安路信息科技有限公司成立于2011年，总部位于浦东张江，创始人为文余波。公司创始人及核心团队来自海外高级技术管理人才、国外FPGA公司产品开发骨干以及学术界资深FPGA科研人员组成。
安路已经形成了从小规模CPLD（Elf-300、Elf-650）到2百万门FPGA（EG-4、AL3-6、AL3-10、AL3-S10、EG-20、EG-D20）的系列器件，以及一颗千万门级FPGA IP核（AL3-130）。

FPGA小结
FPGA技术和供给几乎全部来源于美国，包括欧洲和日本等技术强国也没有掌握到核心技术。
FPGA涉及到国家安全和领土安全，对芯片的要求比较严谨，但这一块高性能产品国外对中国是禁运的。
芯片行业的国产化任重而道远，我们需要在整个过程中慢慢探索。