FPGA大厂为何陆续重返中端市场？

来源:国际电子商情发布时间:2022-12-16811浏览

FPGA市场在过去几年经历了快速增长。数据显示，2020-2021年，全球FPGA市场增长速度为16%，此后，到2027年，该市场预计将以12%的年复合增长率持续成长，并达到130亿美元的规模。而中国市场的增速则会更快，预计未来5年的增长率将保持在18%左右。

然而随着独立FPGA厂商Altera和赛灵思相继被收购，很多人对FPGA产品的前景表示了担忧，认为“今后恐怕只能在数据中心服务器里才能看见FPGA”的观点一度占据主流。但近两三年来，英特尔Agilex FPGA系列、AMD ACAP平台、莱迪思Nexus/Avant FPGA平台的陆续推出，又让人们看到了昔日王者的风范。更值得关注的是，日前，这些企业还不约而同的“盯”上了中端FPGA市场。

坚定向中端市场迈进

作为英特尔高端Agilex FPGA产品向中端应用的延伸，Agilex D系列采用Intel 7制程工艺，可提供相较于目前Agilex F/I/M系列更小的外形规格及更低的功率与密度，适合对性能要求更高的场景，如广电行业、5G处理、射频处理、小基站、回传等。

相比之下，此前的F系列适用于数据中心、网络和边缘的各种应用；I系列适用于需要大量接口带宽和高性能的应用；M系列提供面向英特尔至强处理器的一致性连接、HBM集成、增强型DDR5控制器和英特尔傲腾DC持久内存支持，针对需要大量内存和高带宽的数据密集型应用进行了优化。

同样采用Intel 7制程工艺的Sundance Mesa FPGA旨在为边缘、嵌入式等应用场景(例如边缘计算、PLC、视频/视觉处理、工业机器人)提供高能效的性能。与英特尔Agilex D系列FPGA相比，Sundance Mesa将凭借更低功耗、更小外形规格和逻辑密度的优势，向更广阔的应用市场迈进。

同样宣布向中端市场迈进的还有莱迪思公司，这家以低功耗FPGA闻名的公司日前基于Nexus平台取得的一系列创新成果，推出了全新低功耗中端Avant FPGA平台。

Avant产品主要面向通信、计算、工业和汽车等领域。与此前的产品相比，Avant平台在性能和硬件资源方面得到了进一步的强化，例如逻辑单元容量达到了500K，相比以往100K-150K的配置，提升了5倍；带宽提升了10倍，计算性能提升30倍等等。

“低功耗”、“先进的互联”和“优化的计算”是Avant平台的三大核心特点，其关键的架构亮点包括25G SERDES和并行I/O标准，可满足各种接口的需求，支持各类外部存储器接口，包括DDR4、DDR5和LPDDR4以及传统标准。同时，与同类竞品器件相比，封装尺寸减小多达6倍，可实现高效的小尺寸系统设计。

中端市场的魅力

高端和中端、中端和低端市场之间的界限越来越趋向于模糊，被英特尔数据中心与人工智能集团副总裁兼可编程解决方案事业部产品营销总经理Deepali Trehan视作企业日趋关注中端FPGA市场的原因之一。

“有些高端FPGA会延伸到中端应用中，有些低端应用又对产品有着较高的需求。”她以IPU为例指出，IPU主要负责承担并加速与网络、存储和安全类应用相关的输入/输出密集型工作负载，基于ASIC的IPU能够提供更好的功率/性能比。但对于中端市场来说，则需要更低的功率和更强的性能。

再比如几年前，AI类应用可能会被归于“高端”，但现在，AI几乎无处不在。于是相关企业也需要将以往更侧重高端应用市场的FPGA产品延伸至中端，这也是英特尔为什么要在此时推出Agilex D系列和Sundance Mesa FPGA的原因所在。

“FPGA的关键价值在于其可编程性和灵活性。正如大家所见，包括AI在内，目前很多新兴标准正在演化，我们希望FPGA在基础设施加速、云加速和边缘计算领域中能够发挥关键作用。”Deepali Trehan认为在边缘计算领域，AI仍处于早期萌芽状态，有着许多机会和可能性，很多客户，甚至整个行业都在探索AI在边缘以及嵌入式市场中扮演着怎样的角色，而FPGA可以赋予AI更高的灵活性，尤其是当客户在边缘领域运行AI相关工作负载时，能够为其特定工作负载进行优化，这一点至关重要。

“过去3年来，尽管客户十分认可莱迪思Nexus FPGA平台在低功耗领域做出的种种创新，但在与他们的交流过程中，我们发现其实除了功耗，性能和尺寸也日益成为客户关注的关键要素，幸运的是，这三点都与莱迪思最擅长的领域完全吻合。”莱迪思半导体上海有限公司亚太区总裁徐宏来强调称，Avant平台的面世不但意味着莱迪思迈入了中端FPGA供应商的行列，还打开了一扇通往30亿美元增量市场的新大门。

“莱迪思在中国的业务增长主要是依靠增量市场，因为我们创造了很多原来不是传统FPGA的一些应用，比如在汽车和工业领域。”他说。

最新财报数据印证了这一说法——2022 Q3季度，莱迪思的营收达到了1.725亿美元，同比增长30.8%；净收益4635.9万美元，增幅73.4%。其中，占其总营收将近50%的工业与汽车业务Q3季度营收增幅达到了45%。

另一方面，了解FPGA行业的人士都比较熟悉，中国市场常把FPGA称作“万金油”，各个行业基本都可以完成初期的原型设计。但在莱迪思半导体上海有限公司副总裁王诚看来，现在的情况发生了巨大变化，很多行业市场的要求越来越多、越来越细致化，这就要求FPGA能够根据客户需求做定制，或是提供更好的解决行业痛点的方案。因此，如何走出传统通用型应用市场，针对行业差异性、区分度，提供更适合每个行业的应用，这是FPGA新的发展机会，也是新的挑战。

从“Design win”到“Supply win”

众所周知，半导体供应链在近几年中遭遇了极大的挑战，尽管包括英特尔在内的全球众多半导体企业采取了多种措施以缓解这种局面。以英特尔为例，英特尔首席执行官帕特·基辛格在上任后提出了英特尔IDM 2.0战略，并在全球对领先产能进行投资。今年年初，英特尔宣布在美国俄亥俄州投资200多亿美元建设两个新的尖端芯片工厂，以满足对先进半导体的不断增长的需求，此举也极大缓解了英特尔FPGA的供应问题。

但Deepali Trehan并不认为供应链挑战将就此得到解决。“半导体供应链的挑战来自晶圆、原材料、封装等方方面面，而且，在一些新的先进工艺节点上也存在挑战。”她指出，4K/8K视频、3D感知、PCIe 5.0/6.0接口等新技术对数据处理性能、低延时、低功耗、高带宽指标提出了更高的要求，导致工具流程复杂化、开发时间大幅增加，客户还要考虑规避失败的风险，一切的一切都需要认真面对。

为此，英特尔内部希望利用Supply win的优势，未来将一系列低端和中端FPGA推向市场，以涵盖所有市场应用。英特尔这么做并非心血来潮，其实早在2018年，英特尔就开始利用自己的代工业务制造基于14纳米工艺的高端Stratix FPGA，2019年开始生产10纳米工艺的Agilex F系列和I系列FPGA ，以及今年早些时候宣布的基于英特尔7工艺的Agilex M系列上取得了“Design wins ”和“Supply wins”。