全球半導體市場格局已成三足鼎立之勢，ASIC （Application Specific Integrated Circuits，專用集成電路）、ASSP（Application Specific Standard Parts，特殊應用標準產品）、FPGA（Field Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編程門陣列）三分天下。相較于ASIC和ASSP巨大的市場容量而言，F(xiàn)PGA還只是一個小眾市場。但是市場統(tǒng)計研究數(shù)據表明，F(xiàn)PGA已經逐步侵蝕ASIC和ASSP的傳統(tǒng)市場，并處于快速增長階段?，F(xiàn)階段FPGA的應用不斷擴展，從汽車、廣播、計算機和存儲、消費類、工業(yè)、醫(yī)療、軍事、測試測量、無線和固網，應用領域正向各行各業(yè)滲透。

國外FPGA發(fā)展之路

20世紀80年代是FPGA/PLD興起的年代，Xilinx、Altera（2015年被Intel收購）、Lattice、Actel（2010年10月被Microsemi收購）、Quick Logic等純FABLESS設計公司都是在此年代成立的，同時相當多的IDM公司也開始進入FPGA/PLD領域，到20世紀90年代，約有50家公司從事FPGA/PLD研究。20世紀未FPGA市場經過一番激烈整合，許多業(yè)者不是退出PLD市場，就是出售其PLD業(yè)務部門，或將PLD業(yè)務部門分立成獨立公司，或進行購并等，如Intel、Philips、Agere Systems都出售其PLD部門；AMD將PLD部門剝離出去成立Vantis；GateFiel公司被收購；進入21世紀，在國外目前剩下不到10家，除Xilinx和Intel PSG（原Altera）兩家持續(xù)不斷地軍備競賽，其它的都有著各自固守的市場定位。盡管競爭激烈，但FPGA領域依然有新興業(yè)者出現(xiàn)，如受英特爾新工藝支持的Achronix Semiconductor以及MathStar等。不過新興公司都是直奔高端應用而去。

除了單純數(shù)字邏輯性質的可程序邏輯裝置外，混訊、模擬性質的可程序邏輯裝置也展露頭角，例如Cypress Semiconductor的PSoC（Programmable System-on-Chip）即具有可組態(tài)性的混訊電路，或如Microsemi公司也提出可程序化的混訊芯片Fusion，或者Quick Logic研發(fā)的CSSP（Customer Specific Standard Product），或者也有業(yè)者提出所謂的現(xiàn)場可程序化模擬數(shù)組（Field Programmable Analog Array；FPAA）等，相信這些都能為可程序化芯片帶來更多的發(fā)展動能。

根據器件發(fā)展歷程以及市場應用需求發(fā)展趨勢，F(xiàn)PGA今后仍然主要朝以下幾大方向發(fā)展：第一，高密度、高速度、寬頻帶、高保密；第二，低電壓、低功耗；第三，低成本、低價格；第四，IP核復用、系統(tǒng)集成；第五，動態(tài)可重構及單片集群。這些發(fā)展方向并不相互排斥，從Xilinx和Altera最新發(fā)布的器件來看，他們已經結合幾種發(fā)展方向上的特點，形成功能性能更強大的產品。

發(fā)展國產FPGA的背景

由于全球四家頂級FPGA公司Xilinx、Intel PSG（原Altera）、Microsemi（原Actel）、Lattice全部是美國公司，美國政府對我國的FPGA產品與技術出口進行苛刻的審核和禁運，使得我國在航天、航空乃至國家安全領域都受到嚴重制約。盡管多年來我國政府投入了數(shù)百億科研經費，通過逆向工程方式仿制美國禁運的FPGA產品。但由于知識產權、生產工藝和軟件技術諸多方面的限制，仿制品種有限，技術無法突破，難以滿足國家安全的需要。隨著國際形勢的變化，通過走私進口禁運產品的渠道可能被切斷，進口的關鍵芯片也可能被人為地嵌入后門通道或定時炸彈等模塊，嚴重危及國家安全。因此，研發(fā)具有自主知識產權的FPGA技術與產品對于打破美國企業(yè)和美國政府結合的壟斷意義深遠。

特別是近年來針對工業(yè)、國防、航空、通信和醫(yī)療系統(tǒng)的攻擊事件不斷增加，航天、軍工、工業(yè)控制和醫(yī)療等部門，均十分關注信息的安全性，因此電子器件產品的安全性也就越來越多地受到企業(yè)的重視，它們需要更能保障設計、數(shù)據安全的FPGA器件。由于電子系統(tǒng)內的安全性和防篡改防護正受到越來越多的重視，因此高安全性FPGA解決方案的市場需求在不斷提升，已經逐漸成長為一個相對特殊但增長快速的市場。

中國公司要在FPGA領域取得進步，需用新產品、新技術帶給客戶更多的價值。因此，中國FPGA企業(yè)在技術實力與全面市場開拓能力尚弱之際，以點帶面、找準定位，從特殊應用領域入手，尋求合適發(fā)展的市場作為切入點，形成中國FPGA的核心競爭力，也不失為一個發(fā)展國產FPGA產業(yè)的有效途徑。

中國擁有超過60億元的FPGA市場。十二五期間，中國的可編程器件市場保持年均30%以上的增長速度。中國電子產品市場要求敏捷快速的研發(fā)周期和少量多樣的產品形態(tài)，最適合FPGA應用。

我國的一些重要研究部門急需也長期需要高可靠FPGA用于國家安全和重點應用，比如航天航空、信息安全等。這個市場足夠大，足夠支撐FPGA研發(fā)。

國產化之路，產業(yè)生態(tài)環(huán)境是關鍵

高可靠性市場需求正為中國國產FPGA提供了這樣一個相對有利的發(fā)展空間。對于尚不夠強大的中國FPGA企業(yè)來說，如能把握住這個市場，不失為一條差異化的發(fā)展路徑。

既然有了足夠的市場，那么我們就不要去討論市場的問題，而是要建立生態(tài)環(huán)境的問題。

1、制造工藝技術

目前主流的FPGA廠商Xilinx、Intel PSG（原Altera）都與Foundry公司建立了緊密的戰(zhàn)略伙伴關系，Xilinx和UMC、東芝、三星都有合作，而Intel PSG（原Altera）與全球最大的代工商TSMC緊密捆綁，其技術緊跟工藝發(fā)展。國內目前的代工公司中芯國際、華虹宏力要肩負起重任，與國內FPGA公司一起在工藝技術上緊密合作。

2、EDA軟件支持

通過高性能的EDA工具可以充分開發(fā)出FPGA芯片的產能。完善的生態(tài)系統(tǒng)能夠提供給用戶更全面的設計資源，從而突出系統(tǒng)優(yōu)勢，迅速適應各種市場應用變化，快速搶占市場高地。

Xilinx、Intel PSG（原Altera）兩大主流FPGA公司都和EDA設計公司合作緊密，只要有FPGA新品面世，EDA設計公司就可以進行支持。而國內目前的EDA公司本身的技術能力有待加強，與FPGA公司的合作有待完善。目前國內的FPGA公司除了要做產品外，還要開發(fā)相應的配套軟件，各家公司的軟件無法兼容，這無形中加大了研發(fā)成本。

3、應用開發(fā)支持

FPGA不是終端產品，其本身是一張白紙，需要由應用方案設計人員在上面勾畫出美景。如果一個FPGA產品沒有好的應用支持團隊開發(fā)各類應用或參考設計，產品也很難在市場上有所表現(xiàn)。

結語

高端產品有Xilinx和Intel PSG（原Altera）雙雄把守，特殊應用市場有Microsemi（原Actel）、Lattice死死防守，加上四家共有的9000項專利，已很大程度上阻礙了后者加入。

國內技術和工藝確實暫時跟不上國外最先進的水平，但我們只要能夠達到Xilinx、Intel PSG（原Altera）公司5--10年前的水平，也可以滿足相當多的使用需求。FPGA國產化的主要瓶頸：專業(yè)人才缺、產業(yè)周期長、技術門檻高、投入資金大。

國產化FPGA戰(zhàn)略必須上升到國家層面才有可能實現(xiàn)大的突破，沒有國家的支持企業(yè)很難承受巨大的研發(fā)投入。

相信FPGA國產化之路將越走越順暢。