FPGA門檻之高在芯片行業(yè)里無(wú)出其右,，幾十年來(lái)全球有60多家公司先后斥資數(shù)十億美元，前赴后繼地嘗試登頂FPGA高地,，其中不乏英特爾、IBM,、德州儀器,、摩托羅拉、飛利浦,、東芝,、三星這樣的行業(yè)巨鱷，但是最終登頂成功的只有位于美國(guó)硅谷的四家公司：Xilinx、Altera（2015年被英特爾收購(gòu)）,、Lattice,、Microsemi（接近被Microchip收購(gòu)，已完成了美國(guó)的反壟斷審查,，等待中國(guó)商務(wù)部的批準(zhǔn)中）,。其中，Xilinx與Altera這兩家公司共占有近90%的市場(chǎng)份額,，專利達(dá)到6000余項(xiàng)之多,，如果算上Lattice和Microsemi，這個(gè)數(shù)字將達(dá)到10000以上,，如此之多的技術(shù)專利構(gòu)成的技術(shù)壁壘注定高不可攀,。

　　出于國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)防安全考慮，中國(guó)政府多年來(lái)投入了數(shù)百億科研經(jīng)費(fèi),，通過(guò)逆向工程方式仿制美國(guó)對(duì)我禁運(yùn)的FPGA產(chǎn)品,，從而積累了一定的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，形成了以正向設(shè)計(jì)為主的開(kāi)發(fā)方式,。在軍工航天領(lǐng)域,，主要企業(yè)包括紫光同創(chuàng)、復(fù)旦微電子,、華微電子,、中電科58所、航天772所等,；在民品領(lǐng)域,，主要企業(yè)包括廣東高云、上海安路,、西安智多晶,、上海遨格芯等。

　　但截至目前,，F(xiàn)PGA的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程進(jìn)展可謂緩慢,。國(guó)內(nèi)廠商FPGA產(chǎn)品在中國(guó)市場(chǎng)的份額總計(jì)不足5%，占全球市場(chǎng)幾乎為0%,，這是一個(gè)令人非常沮喪的數(shù)字,。不僅如此，國(guó)內(nèi)廠商在技術(shù)水平和國(guó)外大廠的差距也很大,。國(guó)產(chǎn)FPGA基本分布在中低端市場(chǎng),，大多是一些1000萬(wàn)門級(jí)左右的FPGA，少數(shù)達(dá)到2000萬(wàn)門級(jí)的FPGA雖然也有自主研發(fā)的,，但大多是逆向工程的產(chǎn)物,，或商業(yè)收購(gòu)的結(jié)果，比如京微雅閣就依靠美國(guó)CSwitch公司開(kāi)發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的Tile架構(gòu)。在對(duì)性能要求更高的應(yīng)用場(chǎng)合,，自主FPGA依然很難替代Xilinx和Altera的產(chǎn)品,。如何打破這一僵局，有效布局FPGA產(chǎn)業(yè),，取得實(shí)質(zhì)成果,，是當(dāng)前中國(guó)FPGA企業(yè)需要思考的一個(gè)問(wèn)題。

　　以史為鑒 吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

　　十年來(lái),，有幾十家企業(yè)意圖進(jìn)入FPGA市場(chǎng),，除Intel以167億美元收購(gòu)阿爾特拉成功進(jìn)軍該領(lǐng)域之外，其余公司紛紛折戟沉沙,。他們失敗的原因也是中國(guó)本土企業(yè)所面臨的問(wèn)題,。總的來(lái)說(shuō)可以概括為以下4條：

　　1）支持方或投資方資金的持續(xù)性問(wèn)題,。FPGA的研發(fā)周期是一個(gè)不同于ASIC等其他芯片的研發(fā),。可能一個(gè)5年的周期不足以為奇,，甚至7年,，包括市場(chǎng)分析與定位、架構(gòu)/硬件實(shí)現(xiàn),、軟件支撐,、芯片制程、測(cè)試,、封裝,、篩選等。對(duì)于芯片而言,，這個(gè)過(guò)程很難一次流片就保證無(wú)任何問(wèn)題,；對(duì)于軟件而言，需要可能兩代以上的迭代積累與適應(yīng)芯片的各項(xiàng)功能,。等萬(wàn)事俱備后,，application的實(shí)施、Marketing的推廣宣傳,，最后才到客戶手上,。很多投資方?jīng)]有這么多時(shí)間、精力和資金來(lái)玩這個(gè)游戲,。很多startup公司正是因?yàn)橘Y金鏈的中斷，而退出市場(chǎng),。

　　2）市場(chǎng)與芯片定位問(wèn)題,。因?yàn)樵贔PGA高度壟斷的情況下，如何突破，如何創(chuàng)新一直是困擾startup公司的難題,。做中低端產(chǎn)品,，在同樣工藝節(jié)點(diǎn)下，如何解決芯片cost,、performance和功耗問(wèn)題是關(guān)鍵,。在架構(gòu)創(chuàng)新的同時(shí)，可能會(huì)帶來(lái)潛在的風(fēng)險(xiǎn),，需要等待一定周期的市場(chǎng)檢驗(yàn),。另外當(dāng)你還處在第一代產(chǎn)品的研發(fā)中，那幾家FPGA巨頭不論是在工藝上,、成本上,、性能上、功耗上都不會(huì)輸給你,。如果做高端產(chǎn)品,，如何把你的產(chǎn)品的可信度（可靠和安全）建立起來(lái)是很重要的問(wèn)題。因?yàn)槟銊傔M(jìn)入市場(chǎng),，幾乎沒(méi)有叫得響亮的客戶,。試想別人會(huì)把你拉入采購(gòu)名單嗎?很多startup公司還沒(méi)來(lái)得及想清楚這個(gè)問(wèn)題，就被無(wú)情地請(qǐng)出了這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)格局,。

　　3）軟件與硬件配合問(wèn)題,。FPGA麻雀雖小、卻五臟俱全,。即便做出了一個(gè)很powerful的芯片,，但如果沒(méi)有有效率的軟件支撐，也是徒勞無(wú)用,。如何將軟件與硬件天衣無(wú)縫地結(jié)合在一起,，是一個(gè)難題。不論在大公司小公司,，都需要花大量地時(shí)間去論證,。另外隨著系統(tǒng)設(shè)計(jì)越來(lái)越復(fù)雜、性能要求越來(lái)越苛刻,，軟件在保證產(chǎn)品上市進(jìn)程中扮演的角色也越來(lái)越重要,。沒(méi)有自主創(chuàng)新的軟件，一定會(huì)失敗!很多startup公司之所以相繼落馬的原因是,，軟件不能很好地配合硬件工作,。

　　4）應(yīng)用工程師的培養(yǎng)問(wèn)題。有了好的硬件和軟件,，還不足夠,；還需要更多的AE團(tuán)隊(duì)進(jìn)行支持,。我們經(jīng)常說(shuō)到，如果把FPGA產(chǎn)品研發(fā)中硬件所付諸的努力比作"1"的話,，那么軟件要付諸的努力就是"2",，而開(kāi)發(fā)應(yīng)用所付諸的努力則要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于"4"。如果一個(gè)FPGA產(chǎn)品,，沒(méi)有好的應(yīng)用支持團(tuán)隊(duì),，開(kāi)發(fā)各類相關(guān)的應(yīng)用，也很難在市場(chǎng)上有所表現(xiàn),。根據(jù)市場(chǎng)生存法則,，你的產(chǎn)品很快就被吞噬，不久將來(lái)也會(huì)被淘汰,。很多startup公司也是因?yàn)闆](méi)有好的應(yīng)用工程師團(tuán)隊(duì),，不能開(kāi)發(fā)出有競(jìng)爭(zhēng)性的產(chǎn)品應(yīng)用，而導(dǎo)致流產(chǎn),。

　　解決方案可簡(jiǎn)要概括為以下四點(diǎn)：一是不能以技術(shù)為導(dǎo)向,，要重視市場(chǎng)；二是要保證持續(xù)的資金投入,；三是市場(chǎng)與芯片定位要做好,，去找市場(chǎng)中尚存的空白領(lǐng)域；四是軟硬件配合完善,，有了完善的硬件,，還要在軟件提升方面投入較多力量。

　　舉國(guó)之力 走自主發(fā)展路線

　　國(guó)內(nèi)FPGA的發(fā)展只能依靠自主,，這個(gè)必然需要漫長(zhǎng)的等待和盡心的呵護(hù),，但除此之外沒(méi)有更好的選擇。芯片的自主設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)信息安全的最底層保障,。這也是為什么與信息處理相關(guān)的基礎(chǔ)芯片（手機(jī)芯片,、PC處理器等）需要實(shí)現(xiàn)自制的原因。在目前FPGA的技術(shù)和供給幾乎全部來(lái)源于美國(guó),，包括歐洲和日本等技術(shù)強(qiáng)國(guó)也沒(méi)有掌握到核心技術(shù),。

　　對(duì)于中國(guó)而言，國(guó)家促進(jìn)集成電路發(fā)展已經(jīng)提升至國(guó)家戰(zhàn)略,。同時(shí)特殊的應(yīng)用場(chǎng)景（軍工,、導(dǎo)彈、航天航空）要求的FPGA是涉及到國(guó)家安全和領(lǐng)土安全的,，對(duì)芯片的要求也會(huì)比較嚴(yán)謹(jǐn),，但這一塊本身高性能的產(chǎn)品國(guó)外對(duì)中國(guó)是禁運(yùn)的，這也從另一方面促成國(guó)內(nèi)FPGA自己滿足的契機(jī),。目前,，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的FPGA主要用于軍工,、通訊、航空航天等領(lǐng)域,。

　　在民用領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)是FPGA需求最大的市場(chǎng),，現(xiàn)在Xilinx,、Altera最大的客戶就在中國(guó)，通訊市場(chǎng)華為中興烽火包攬了全國(guó)60%以上的量,。同時(shí)人工智能芯片需求的高速并行計(jì)算對(duì)FPGA芯片的需求也在幾十億美元的數(shù)量級(jí),，而國(guó)內(nèi)是人工智能高速芯片發(fā)展最快，需求最大的市場(chǎng),。中國(guó)FPGA的發(fā)展紅利在于需求市場(chǎng)足夠大,，有需求就要有相應(yīng)產(chǎn)品來(lái)支持。這對(duì)于國(guó)內(nèi)廠家就是機(jī)會(huì),，目前,，同方國(guó)芯片已經(jīng)和華為中興合作，想實(shí)現(xiàn)一部分的國(guó)產(chǎn)替代,。

　　最后,，從技術(shù)角度來(lái)說(shuō)，我們已經(jīng)不像10年前基本不懂核心技術(shù),。國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的不斷成熟完善,，以及芯片設(shè)計(jì)能力的不斷加強(qiáng)，我們自己可以自主設(shè)計(jì)和流片ARM架構(gòu)的手機(jī)CPU,，并成功實(shí)現(xiàn)商業(yè)化,，這在10年前都不敢相信。在我們?cè)谶^(guò)去積累的技術(shù)沉淀和創(chuàng)新能力,，已經(jīng)使得我們?cè)贔PGA的特定應(yīng)用領(lǐng)域（軍工,、通訊）實(shí)現(xiàn)一定程度上的自我供給。未來(lái)也可能類似于CPU+FPGA用于云數(shù)據(jù)中心節(jié)中,，這些應(yīng)用領(lǐng)域都是信息高度敏高的地方,，使用自主設(shè)計(jì)的芯片更能實(shí)現(xiàn)安全可控。

　　隨著人工智能,、大數(shù)據(jù),、物聯(lián)網(wǎng)、無(wú)人駕駛,、5G通信的興起,，F(xiàn)PGA的市場(chǎng)前景會(huì)越來(lái)越廣。國(guó)內(nèi)FPGA廠商要以點(diǎn)帶面,、加強(qiáng)整機(jī)企業(yè)對(duì)國(guó)產(chǎn)FPGA產(chǎn)業(yè)的牽引作用,、借助國(guó)家重大項(xiàng)目推動(dòng)國(guó)產(chǎn)FPGA產(chǎn)業(yè)發(fā)展,、適當(dāng)引入資本市場(chǎng)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,。多管齊下,，國(guó)產(chǎn)FPGA的春天終將到來(lái)。到那時(shí),，我們定要重塑FPGA產(chǎn)業(yè)新格局,。