FPGA大廠為何陸續(xù)重返中端市場？

FPGA市場在過去幾年經(jīng)歷了快速增長。數(shù)據(jù)顯示，2020-2021年，全球FPGA市場增長速度為16%，此后，到2027年，該市場預計將以12%的年復合增長率持續(xù)成長，并達到130億美元的規(guī)模。而中國市場的增速則會更快，預計未來5年的增長率將保持在18%左右。

FPGA市場在過去幾年經(jīng)歷了快速增長。數(shù)據(jù)顯示，2020-2021年，全球FPGA市場增長速度為16%，此后，到2027年，該市場預計將以12%的年復合增長率持續(xù)成長，并達到130億美元的規(guī)模。而中國市場的增速則會更快，預計未來5年的增長率將保持在18%左右。

堅定向中端市場邁進

作為英特爾高端Agilex FPGA產(chǎn)品向中端應(yīng)用的延伸，Agilex D系列采用Intel 7制程工藝，可提供相較于目前Agilex F/I/M系列更小的外形規(guī)格及更低的功率與密度，適合對性能要求更高的場景，如廣電行業(yè)、5G處理、射頻處理、小基站、回傳等。

相比之下，此前的F系列適用于數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)和邊緣的各種應(yīng)用；I系列適用于需要大量接口帶寬和高性能的應(yīng)用；M系列提供面向英特爾至強處理器的一致性連接、HBM集成、增強型DDR5控制器和英特爾傲騰DC持久內(nèi)存支持，針對需要大量內(nèi)存和高帶寬的數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用進行了優(yōu)化。

同樣采用Intel 7制程工藝的Sundance Mesa FPGA旨在為邊緣、嵌入式等應(yīng)用場景(例如邊緣計算、PLC、視頻/視覺處理、工業(yè)機器人)提供高能效的性能。與英特爾Agilex D系列FPGA相比，Sundance Mesa將憑借更低功耗、更小外形規(guī)格和邏輯密度的優(yōu)勢，向更廣闊的應(yīng)用市場邁進。

同樣宣布向中端市場邁進的還有萊迪思公司，這家以低功耗FPGA聞名的公司日前基于Nexus平臺取得的一系列創(chuàng)新成果，推出了全新低功耗中端Avant FPGA平臺。

Avant產(chǎn)品主要面向通信、計算、工業(yè)和汽車等領(lǐng)域。與此前的產(chǎn)品相比，Avant平臺在性能和硬件資源方面得到了進一步的強化，例如邏輯單元容量達到了500K，相比以往100K-150K的配置，提升了5倍；帶寬提升了10倍，計算性能提升30倍等等。

“低功耗”、“先進的互聯(lián)”和“優(yōu)化的計算”是Avant平臺的三大核心特點，其關(guān)鍵的架構(gòu)亮點包括25G SERDES和并行I/O標準，可滿足各種接口的需求，支持各類外部存儲器接口，包括DDR4、DDR5和LPDDR4以及傳統(tǒng)標準。同時，與同類競品器件相比，封裝尺寸減小多達6倍，可實現(xiàn)高效的小尺寸系統(tǒng)設(shè)計。

中端市場的魅力

高端和中端、中端和低端市場之間的界限越來越趨向于模糊，被英特爾數(shù)據(jù)中心與人工智能集團副總裁兼可編程解決方案事業(yè)部產(chǎn)品營銷總經(jīng)理Deepali Trehan視作企業(yè)日趨關(guān)注中端FPGA市場的原因之一。

“有些高端FPGA會延伸到中端應(yīng)用中，有些低端應(yīng)用又對產(chǎn)品有著較高的需求?！彼訧PU為例指出，IPU主要負責承擔并加速與網(wǎng)絡(luò)、存儲和安全類應(yīng)用相關(guān)的輸入/輸出密集型工作負載，基于ASIC的IPU能夠提供更好的功率/性能比。但對于中端市場來說，則需要更低的功率和更強的性能。

再比如幾年前，AI類應(yīng)用可能會被歸于“高端”，但現(xiàn)在，AI幾乎無處不在。于是相關(guān)企業(yè)也需要將以往更側(cè)重高端應(yīng)用市場的FPGA產(chǎn)品延伸至中端，這也是英特爾為什么要在此時推出Agilex D系列和Sundance Mesa FPGA的原因所在。

“FPGA的關(guān)鍵價值在于其可編程性和靈活性。正如大家所見，包括AI在內(nèi)，目前很多新興標準正在演化，我們希望FPGA在基礎(chǔ)設(shè)施加速、云加速和邊緣計算領(lǐng)域中能夠發(fā)揮關(guān)鍵作用。”Deepali Trehan認為在邊緣計算領(lǐng)域，AI仍處于早期萌芽狀態(tài)，有著許多機會和可能性，很多客戶，甚至整個行業(yè)都在探索AI在邊緣以及嵌入式市場中扮演著怎樣的角色，而FPGA可以賦予AI更高的靈活性，尤其是當客戶在邊緣領(lǐng)域運行AI相關(guān)工作負載時，能夠為其特定工作負載進行優(yōu)化，這一點至關(guān)重要。

“過去3年來，盡管客戶十分認可萊迪思Nexus FPGA平臺在低功耗領(lǐng)域做出的種種創(chuàng)新，但在與他們的交流過程中，我們發(fā)現(xiàn)其實除了功耗，性能和尺寸也日益成為客戶關(guān)注的關(guān)鍵要素，幸運的是，這三點都與萊迪思最擅長的領(lǐng)域完全吻合?！比R迪思半導體上海有限公司亞太區(qū)總裁徐宏來強調(diào)稱，Avant平臺的面世不但意味著萊迪思邁入了中端FPGA供應(yīng)商的行列，還打開了一扇通往30億美元增量市場的新大門。

“萊迪思在中國的業(yè)務(wù)增長主要是依靠增量市場，因為我們創(chuàng)造了很多原來不是傳統(tǒng)FPGA的一些應(yīng)用，比如在汽車和工業(yè)領(lǐng)域。”他說。

新財報數(shù)據(jù)印證了這一說法——2022 Q3季度，萊迪思的營收達到了1.725億美元，同比增長30.8%；凈收益4635.9萬美元，增幅73.4%。其中，占其總營收將近50%的工業(yè)與汽車業(yè)務(wù)Q3季度營收增幅達到了45%。

另一方面，了解FPGA行業(yè)的人士都比較熟悉，中國市場常把FPGA稱作“萬金油”，各個行業(yè)基本都可以完成初期的原型設(shè)計。但在萊迪思半導體上海有限公司副總裁王誠看來，現(xiàn)在的情況發(fā)生了巨大變化，很多行業(yè)市場的要求越來越多、越來越細致化，這就要求FPGA能夠根據(jù)客戶需求做定制，或是提供更好的解決行業(yè)痛點的方案。因此，如何走出傳統(tǒng)通用型應(yīng)用市場，針對行業(yè)差異性、區(qū)分度，提供更適合每個行業(yè)的應(yīng)用，這是FPGA新的發(fā)展機會，也是新的挑戰(zhàn)。

從“Design win”到“Supply win”

眾所周知，半導體供應(yīng)鏈在近幾年中遭遇了極大的挑戰(zhàn)，盡管包括英特爾在內(nèi)的全球眾多半導體企業(yè)采取了多種措施以緩解這種局面。以英特爾為例，英特爾首席執(zhí)行官帕特·基辛格在上任后提出了英特爾IDM 2.0戰(zhàn)略，并在全球?qū)ο冗M產(chǎn)能進行投資。今年年初，英特爾宣布在美國俄亥俄州投資200多億美元建設(shè)兩個新的高端芯片工廠，以滿足對先進半導體的不斷增長的需求，此舉也極大緩解了英特爾FPGA的供應(yīng)問題。

但Deepali Trehan并不認為供應(yīng)鏈挑戰(zhàn)將就此得到解決?！鞍雽w供應(yīng)鏈的挑戰(zhàn)來自晶圓、原材料、封裝等方方面面，而且，在一些新的先進工藝節(jié)點上也存在挑戰(zhàn)?！彼赋?，4K/8K視頻、3D感知、PCIe 5.0/6.0接口等新技術(shù)對數(shù)據(jù)處理性能、低延時、低功耗、高帶寬指標提出了更高的要求，導致工具流程復雜化、開發(fā)時間大幅增加，客戶還要考慮規(guī)避失敗的風險，一切的一切都需要認真面對。

為此，英特爾內(nèi)部希望利用Supply win的優(yōu)勢，未來將一系列低端和中端FPGA推向市場，以涵蓋所有市場應(yīng)用。英特爾這么做并非心血來潮，其實早在2018年，英特爾就開始利用自己的代工業(yè)務(wù)制造基于14納米工藝的高端Stratix FPGA，2019年開始生產(chǎn)10納米工藝的Agilex F系列和I系列FPGA ，以及今年早些時候宣布的基于英特爾7工藝的Agilex M系列上取得了“Design wins ”和“Supply wins”。