国产FPGA黑马时代,谁将逆袭成王?
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说起FPGA,就不得不提业内最近的一个新闻。9月14日,美国外国投资委员会发布声明称,美国总统特朗普下达行政指令,叫停了中国背景私募股权基金(Canyon Bridge Fund Partners)收购美国芯片制造商Lattice(莱迪思)的交易,特朗普下达指令要求买卖双方在未来30天内,完成所有必要的步骤,以完全、永久性地放弃收购。
众所周知,目前FPGA市场被四家美国公司垄断:Silinx、Lattice、Alter(已被Intel收购)、Actel(已被Microsemi收购)。FPGA一直是中国的技术短板,要发展国产FPGA,特别是高端FPGA并没有那么容易。高端的FPGA对工艺有很高的要求,Xilinx/Altera都已经在做16/10nm以及直接3D IC了,低端的FPGA可以朝着考虑做一些MCU/DSP做不了的事情,或者用Xilinx或者Altera FPGA做太贵的方向。
为什么要发展国产FPGA?
FPGA之所能够受到业者的热烈欢迎,主要在于其在信号处理和控制应用中能取代自定制专用集成电路(ASIC)和处理器。能够提供硬件定时的速度和稳定性,且无需类似自定制ASIC设计的巨额前期费用的大规模投入。其可重新编程的硅芯片的灵活性与在基于处理器的系统上运行的软件相当,且并不受可用处理器内核数量的限制。
与处理器不同的是,FPGA属于真正的并行实行,因此不同的处理操作无需竞争相同的资源。 每个独立的处理任务都配有专用的芯片部分,能在不受其它逻辑块的影响下自主运作。 因此,添加更多处理任务时,其它应用性能也不会受到影响。
FPGA的优点那么多,但是做好FPGA并不容易。阻碍FPGA发展的有四大难点:工艺制程新、设计门槛高、资金投入大、技术人才缺。纵然前路漫漫,发展国产FPGA还是很有必要的。为什么这么说?让我们用数据说话。
根据相关数据显示,2014年,全球FPGA市场总规模达到50亿美金,其中,中国的市场份额有15亿美金,中国市场占全球市场的三分之一。分析机构预计2015年至2020年全球FPGA市场的年复合增长率为9%,到2020年,全球FPGA 市场规模将达84亿美金。
目前FPGA正处于一个加速增长的市场势态中,增长幅度远大于其他芯片市场;同时,FPGA行业平均毛利可观,据市场数据分析表明其行业平均毛利大于60%。FPGA行业也需要更大的市场规模,以吸引更多的使用者。预计随着FPGA产量逐步增加,成本的进一步降低,其市场份额将会持续增大。国内的华为和中兴等设备商,每年花在A家和X家产品采购的钱不计其数。
用高云首席执行官朱璟辉的话说,“FPGA是有钱也买不到的先进技术。”面对这份巨大的市场大蛋糕,朱璟辉表示,高云并不是把整个市场都拿下来,高云的目标是拿下一部分市场,有些应用是为了用嵌入式而用嵌入式,他认为这是没有必要的,高云的目标市场是真正用到嵌入式的那部分。
高云发布重磅新品
2017年10月27日,在ICChina期间,高云召开新产品发布会,发布了小而专的GW1NS-2 SoC、高精尖的GW3AT高性能FPGA和RISC-V平台化产品。
其实在这之前,高云已经推出了不少产品。2014年1月高云成立,短短三年的发展,就先后推出了晨熙、小蜜蜂两个家族、4个系列FPGA产品,涵盖了11个型号、50多种封装的芯片,一跃成为国产FPGA领导者。
晨熙家族产品作为中密度FPGA典型代表,采用了成熟的55nm SRAM制造工艺,包括GW2A-55、GW2A-18、GW2AR-18三个型号,其中GW2A-55不仅在同等密度的器件里I/O最多,也是国内首款400万门级中密度FPGA器件,晨熙家族产品可广泛应用于通信网络、工业控制、工业视频、服务器、消费电子等领域。
小蜜蜂家族的第一代产品GW1N/GW1NR系列非易失性FPGA采用业界领先的台积电55nm嵌入式Flash+SRAM工艺制造。最小封装尺寸仅有2.4×2.3mm2,厚度只有0.62mm,是业界非易失性FPGA中尺寸最小的芯片,GW1N/GW1NR系列产品可以广泛的应用于视频、音频、工业、LED、无人机、智能家居等行业。
云源软件是高云自主研发的新一代FPGA集成开发环境,云源软件支持高云推出的所有FPGA器件,软件内嵌了Synplify Pro,经过Synopsys正规授权。支持Verilog、VHDL等语言的混合编程,内嵌IP生成器、Floorplanner、在线逻辑分析仪GAO等工具,可以完成FPGA开发过程中综合、布局、布线及产生比特流等一站式工作,满足高、中、低密度FPGA的开发需要。
为加速用户产品研发,方便用户创新设计,高云半导体还推出了自主产权软核集,囊括了多种总线接口IP、高速DDR接口IP、MIPI接口IP、LVDS LCD控制器、嵌入式内存控制器等IP软核。
同时,在发布会现场还重磅推出RISC-V平台。据介绍,RISC-V 是由加州大学伯克利分校研究院在2010年打造的一个CPU芯片架构,它免费向所有人开放的。开发者可以基于这个架构开发用于PC、服务器、智能手机、可穿戴和其他设备的芯片。RISC-V使得“用极小的代价就可以定制出低成本、高性能的SoC”成为可能,对高云而言,是一个难得的历史机遇。
高云坚持走正向设计自主研发之路。朱璟辉提到,“当前全球FPGA市场的99%仍被美国公司垄断,业界越发深刻认识到FPGA是有钱也买不到的高端先进技术,发展国产FPGA唯有走正向设计自主研发之路。”
然而正向设计也面临着巨大的投入:持续资金投入、巨大的设计难度、残酷的市场竞争。但是高云有强大的底气,这份底气来源于高云拥有一支当前国内最好的FPGA技术开发团队,这个核心团队的成员全都在那几家FPGA工作有十年以上的工作经验。
值得高云骄傲的是,高云的流片成功率100%,目前产品从今年9月份开始已经量产,预计春节前累计销量可突破200万。
关于高云半导体
广东高云半导体科技股份有限公司于2014年1月成立,公司致力于开发国产FPGA解决方案并推动其产业化,旨在推出具有核心自主知识产权的民族品牌FPGA芯片。公司以为用户提供最高品质的服务为宗旨,可提供包含芯片、设计软件、软核、参考设计、演示板等一站式服务。
目前国内做FPGA的厂家,除了高云,还有京微雅格、复旦微电子、同方国芯、上海安路……国产FPGA最终的黑马是谁?让我们交给市场和时间来检验吧。