算力变革引发FPGA产业变革 双期叠加考验国内厂商

张心怡　沈丛

计算力就是生产力。算力的变革往往会催生新的计算形式，并驱动产业链的整合兼并。曾经，原型设计、新品开发等需求催生了灵活可编程的“万能芯片”FPCA。如今，数据中心、Al等高算力需求，为FPGA开辟新的市场空间，也引发了处理器巨头对FPGA优质标的的热切关注。随着AMD宣布与赛灵思达成收购协议，FPGA行业前两名的厂商先后被CPU双巨头英特尔和AMD鲸吞。英特尔和AMD为何对FPGA厂商出手，收购案将对算力市场带来哪些影响？国内FPGA厂商又将面临哪些机遇和挑战？

算力变革驱动

FPGA再迎发展热潮

虽然问世时间不长，FPGA已经凭借“可编程”的独特优势，在百花齐放的芯片浪潮中夺得一席之地，成为CPU等通用处理器、全定制专用处理器ASIC之外的又一劲旅。

作为半定制化的集成电路芯片，FPGA使系统的硬件功能能够像软件一样编程修改，使根据不同应用改变硬件资源成为可能，因而有着“万能芯片”的美誉。

但这也意味着，FPGA需要在设计制造时考虑下游客户根据不同场景进行编程的需要，导致了更高的技术门槛和量产成本。在相当长的时间里，FPGA的差异化市场主要存在于原型设计和新品开发。出于成本考量，许多下游厂商在技术路线相对固定之后，会选择ASIC代替FPGA进行量产，这在一定程度上限制了FPC.A的普及发展。

数据显示，2018年全球集成电路市场规模达到4688亿美元，FPGA市场规模约为63亿美元，仅占集成电路市场约1.34%。

计算力就是生产力。近年来，随着数据中心、AI、云计算的崛起，全球数据呈现指数级增长和类型多元化趋势，这让FPGA能够根据不同工作负载进行加速的优势充分释放。与此同时，赛灵思等企业，通过ACAP（自适应加速平台）等异构计算平台及产品，让FPGA更加灵活地根据不同工作负载进行自适应加速，进一步提升了FPGA在加速器市场的穿透力。

然而，算力变革为FPGA带来新机遇的同时，也令处理器大厂对FPGA厂商瞩目。赛迪智库在研报中指出，人工智能等新兴技术对于计算力的需求加速提升，远远超出了通用计算技术的发展水平，GPU、NPU、众核、FPGA、ASIC等异构计算技术也因此得到了快速发展。而异构计算恰恰意味着多种处理器的融合发展，这也让处理器大厂将FPC.A厂商纳入“弹药库”的举动变得顺理成章。

双巨头收购双雄

影响算力格局

AMD对赛灵思出手，不难让人想到轰动一时的英特尔收购FPGA厂商Aitera。作为CPU领域的前二厂商，英特尔与AMD这对“老对手”在处理器和超算领域的竞争有来有回，在拓展FPGA业务方面却显得相当默契，先后将FPGA第一、第二的厂商纳入麾下。

“在云计算和Al导致的算力需求爆发和混合计算架构迅速发展的情况下，CPU厂商收购FPGA厂商可直接补强其FPGA支撑的并行和可编程计算技术，使他们在新兴异构计算架构时代保持领先。”赛迪智库集成电路产业研究所张天仪向《中国电子报》己者表示。

一旦处理器双巨头完成对FPGA双巨头的收购，计算市场格局也将随之变化。在FPGA市场，Aitera、赛灵思一度占据80%以上的市场份额，被巨头收购后，两个厂商将不可避免地进行方向和资源的调整，其他厂商可以借此机会进一步提升自身能力并拓展市场空间;另一方面，收购后的处理器巨头在业务、营收规模、对下游的议价权等方面，会获得更大的主动权。

TrendForce集邦咨询旗下拓璞产业研究院指出，若AMD对赛灵思的收购案完成，AMD将跃升为全球第四大IC设计厂商，在5G、数据中心、ADAS以及工业自动化领域的话语权也将大幅提升。同时，由于两家企业皆是台积电的重要客户，AMD对台积电的议价能力也将随之提升。

“单凭应用范围、产品广泛度、技术实力与营收规模等，相较于英特尔与英伟达，AMD是三者间最弱势的芯片厂商，因此该收购案将通过FPGA的可编程性与平行运算等优势，为AMD带来如5G基建、AI、ADAS与工业自动化等更多商机。”TrendForce集邦咨询分析师姚嘉洋表示。

在公布收购之后，AMD宣布其第二代EPYC处理器为新华三新一代服务器系统提供强劲支持。借由EPYC系列，AMD正在将触角伸向英特尔统御已久的处理器市场。而收购FPGA，将为AMD的数据中心业务提供助力。

“随着异构计算时代的到来，FPGA的重要性更加凸显。此次AMD对赛灵思的收购，主要目的是借助FPGA进一步布局数据中心市场，为通用处理器提供补充，这也是FPGA市场未来新的增长点。”一位业内人士向记者表示。

起步期叠加窗口期

考验国内厂商

AItera、赛灵思相继被巨头鲸吞，也引发了业界对于FPGA厂商市场定位和生存空间的关注。但是，国内FPGA厂商面临的产业形势，与国际FPGA优质标的不尽相同。张天仪表示，国内FPGA厂商还处于发展初期，而且国内暂时没有合适的处理器巨头对FPGA厂商进行整合兼并，通信设備大厂则考虑供应链的灵活性，对收购FPGA厂商持谨慎态度。这意味着，国内FPGA厂商暂时不会被巨头搅动的波澜影响。

同时，国内FPGA厂商的起步期，与AI等技术开启的FPGA发展窗口期重叠，这对国内FPGA厂商的技术路径、市场嗅觉、生态构建提出了更为严峻的考验。

在技术路径上，国内FPGA厂商仍处于攻坚期。赛迪智库指出，当前全球FPGA市场被国际巨头垄断，国内厂商核心技术差距较大，在仿真器、集成度、核心IP（DSP、SerDes、ADC）、片上网络（NOC）等方面积累很少，仅占4%的市场份额。同时，FPGA在设计完成后，还需要将用户程序编译进去的特眭，决定了FPGA的产品化和产业化必须“软硬兼施”，注重软件工具的发展。国内厂商一方面需要加强技术攻关，提升产业技术创新力;另一方面也需要围绕FPGA的编程软件、IP库、EDA等关键环节，补齐短板，完善生态构建。

在市场拓展方面，随着新基建等举措进一步加速5G、数据中心、AI等新兴技术的发展部署，国内FPGA贴近国内市场的天然优势将进一步释出。张天仪指出，由于FPGA原有两强的壁垒，中国以外的地区难以大量诞生新的FPGA公司。在国内信息化浪潮和国际科技竞合催生大量新创FPGA厂商的基础上，国内市场将为新兴FPGA厂商的发展提供更多利好。

值得注意的是，算力变革在带来机遇的同时，也对多核异构以及高端FPGA提出了更多需求。国内FPGA厂商要抓住新兴技术带来的红利，需贴近客户，紧跟技术变化，提升产品附加值。 “灵活可编程、低延时、实时性强，高效能等特性，决定了FPCA的不可替代性，此次赛灵思被收购，恰恰体现了FPGA在未来数据中心、云计算等领域的重要地位。”业内人士向记者表示，“对于FPGA厂商而言，更应谚关注新技术的变化和演进，寻找更多的应用空间。”