与全球龙头相比，国内FPGA厂商仍处于起步阶段，但领先企业已实现技术突破

FPGA（FieldProgrammable Gate Array）即现场可编程门阵列，是半定制化、可编程的集成电路，其结构包括 1）逻辑阵列块（LAB）：FPGA 芯片基本单元；2）输入输出块（IOE）：连接芯片与外部电路并完成信号驱动与匹配；3）可编程连线等。FPGA早期作为专用集成电路（ASIC）批量替代品，随着数据中心规模扩大，FPGA 作为半定制电路具备设计灵活、兼容性强、可并行计算、适用性强等优点了，弥补了ASIC部分不足，应用愈加广泛，主要用于通信网络、信息安全、数据中心等领域。

FPGA 结构示意图

资料来源：公开资料

1、行业：FPGA芯片性能优势明显，市场空间大且国产化率低，国内厂商成长空间大。

1）FPGA芯片与其他主流芯片相比优势明显，但是开发门槛高。FPGA 可重复编程，灵活性高于ASIC，性能和实时处理能力优于 CPU，常用于设计及验证环节以加速产品上市，但编译难度较高，应用开发门槛偏高。

和CPU相比：CPU 用于处理视觉算法需按指定顺序执行指令，FPGA 用于处理视觉算法采取规模化并行运算模式，FPGA 图像处理速度显著快于CPU；

和GPU相比：FPGA 可根据特定应用编程硬件，而 GPU 设计完成后无法改动硬件资源，FPGA 在灵活性、功耗等方面更具优势；

和ASIC相比：ASIC 从标准单元开始设计，若功能需求发生变化则需重新投片，而FPGA 无需等待芯片流片周期，编程后可直接使用，节省产品上市时间；此外 FPGA前期无需投入高昂的流片成本，在量少时成本更低。

四类主流芯片对比

资料来源：公开资料

2）FPGA芯片凭其性能优势快速应用于电子通信等领域，根据MRFR数据，2019年全球FPGA市场规模达69.06亿美元，未来5G 、AI产业发展开将进一步打开FPGA市场空间。MRFR 预计2025 年全球FPGA市场规模达125.21亿美元，2019-2025年实现10.43%的复合增速。国内来看，引用 elecfans 数据，国内 FPGA 市场规模约 120 亿元，其中民用市场约 100 亿元，军用市场约 20 亿元。

5G端：基于以下三点原因，FPGA  适用于 5G  产业化，未来需求不断提升。1）芯片开发进度较慢，一般滞后标准2 年左右，前期企业需要用 FPGA 实现功能，规模化后再用ASIC芯片替代；2）5G 通信将引入新基带和 RF 架构以及一些新技术，而 FPGA 具备灵活性；3）5G 产业化初期技术不成熟，FPGA可降低成本与开发风险。

AI端：人工智能发展对芯片计算能力提出更高要求，根据《深度学习算法、硬件技术及其在未来军事上的应用》，2012 年以来人工智能训练任务中算力呈指数级增长，目前速度为每 3.5个月翻一倍，2012 年以来对算力的需求增长超过 30 万倍。FPGA 可同时进行数据并行和任务并行计算，在处理特定应用时能表现出高效率，并且低功耗、可编程灵活性高、开发周期短，已成为诸多企业的首选人工智能芯片。SemicoResearch预计2023 年全球AI 领域FPGA 市场规模达52亿美元，2019-2023 年CAGR 为30.3% 。

全球 FPGA 市场规模保持增长

资料来源：MRFR

3 ）FPGA芯片编译难度较大， 因此前期需投入大量研发资金，技术、资金壁垒高，导致行业集中度高，主要集中在海外企业。根据 Gartner 数据，2018 年全球/中国 FPGA市场前四大企业均为赛灵思、英特尔、微芯和莱迪思，其中赛灵思和英特尔的全球市占率分别为 1.1%和35.8%，国内市占率分别为 48.0%和 33.0%。国内厂商在国内FPGA仅市场占有率仅3% ，具备巨大的成长空间。

2018年全球FPGA市场份额

资料来源：Gartner

2018年中国FPGA市场份额

资料来源：Gartner

与赛灵思等全球龙头相比，国内FPGA厂商仍处于起步阶段，但领先企业已实现技术突破，未来有望实现快速成长。国内 FPGA 厂商主要有紫光同创、复旦微电子等，近年来在FPGA 技术和产业化均实现突破，比如 2015 年紫光同创推出中国第一款完全自主产权的千万门级高性能 FPGA 产品“Titan”系列芯片；2018 年复旦微电子发布新一代拥有自主知识产权的亿门级FPGA 产品，填补了国内超大规模亿门级 FPGA 的空白；2018 年紫光同创的 PGT180H 芯片通过中兴通讯和新华三通信测试，是国产 FPGA 芯片首次在通信市场量产应用。 未来内 随着国内 FPGA  企业技术不断实现及 突破以及 5G 、AI产业化带来巨大需求国 ，中国 FPGA厂商有望实现快速成长。

国产FPGA主要厂商

资料来源：各公司官网