王 莹

摘要：本文通过对FPGA行业主要的市场调查公司、供应商和第三方合作伙伴的访问。力图揭示PPGA近期的市场特点及发展态势。

关键词：FPGA；Xilinx；Altera；Acrel；Lattice；Altium；Garmer

随着FPGA硬件成本的大幅降低，以及平台化和生态系统的逐渐完善，FPGA正在电子设计中扮演越来越重要的位置。

FPGA近期市场特点

Gartner公司主要负责半导体预测和FPGA的副总裁兼首席分析师Bryan Lewis在接受《电子产品世界》编辑采访时认为，最近FPGA市场有这样几个显著特点：(1)2009年2和3季度，FPGA失去了在PC和移动电话市场的发展；(2)军事和无线基站成了2009年FPGA最好的市场；(3)2009年FPGA市场有小幅的下降(如图1)，但是之后会持续稳固地增长。

在中国市场，FPGA主要大量地应用于强劲增长的军事和通信市场(图2)。

Bryan一针见血地指出了FPGA／CPLD供应商的主要机会：低功耗FPGA一便携式消费电子中低功耗仍然是件大事；替代ASIC方面，主要在工业和汽车领域开展：在替代MCU方面，主要是在汽车领域展开，价格很重要：低成本将在很长一段时间努力后实现，但是FPGA的利润空间将是FPGA厂商关注的：Xilin给外界的印象是在走SoC平台路线。

FPGA技术市场趋势

首先，可编程势在必行。

FPGA已经被应用于系统的核心。无论是用于完成关键功能还是直接作为系统核心，今天的FPGA所提供的性能、功耗和容量，都已经达到甚至超过此前ASIC或ASSP的水平。

“FPGA平台渐成系统核心的发展趋势受到几大因素的影响，”赛灵思(Xilinx)公司亚太区市场及应用总监张宇清分析道，“包括设计领域不断增长的ASIC开发成本，对系统复杂性和高性能的要求，不断缩短的产品生命周期和上市时间，变化莫测的标准／协议，以及产品平台最小化带来的成本优化，对产品差异化设计的需求，晶圆代工策略等。最后但同样重要的还有FPGA开发中的Ip的创新。越来越多的大批量产品通过FPGA设计生产出来，使得FPGA的概念完全跳出了以前的胶粘逻辑或原型设计应用的概念。我们相信，除了特大批量应用(如手机等)，FPGAE经成为大部分应用市场的最佳选择。”

摩尔定律的持续有效使芯片密度和性能持续提升，同时也在开发和生产复杂性方面带来巨大挑战。赛灵思和业界人士普遍认为在发展传统ASIC和ASSP的同时，下一代系统设计中将越来越多地采用FPGA。同时，根据Gartner的预计：2008年新开工设计中，采用FPGA的设计与采用ASIC的设计比率为25：1，更进一步显示出在可预见的未来，可编程成为设计的必需。

爱特公司(Actel)亚太区总经理赖炫州分析了ASIC／ASSP业务模式的困境：安装复杂性高、成本高：300mm晶圆厂成本飙升，45nm工艺节点要花费40亿美元(如图4)，32nm工业节点花费80亿美元；全球市场不断变化，给ASIC／ASSP模式带来压力，每项设计成本为5000万～1亿美元，只有少数10亿美元市场能够支持投资回报率(ROI)；风险投资正在缩减。

客户多样化

2000年以前，FPGA／PLD公司非常看重高增长的通信市场。2000年后的网络泡沫破灭后，FPGA开始转向了工业和消费市场。据赛灵思张宇清介绍，该公司正努力实现客户基础多样化，现在通信行业占营业收入的比例不到其50％，另一半则分布于更广泛的终端市场上。目前，在通信市场之外，赛灵思面向的具体产品线包括汽车、消费电子、ISM(工业、科学及医疗设备)、航空和国防等应用领域。其中汽车领域包括驾驶辅助、车载信息和信息娱乐应用，消费电子领域包括数字显示器、数码摄像机和机顶盒，ISM领域包括工业成像(含监控)、工业指令与控制(机器视觉、电机／运动控制)和医学，航空和国防领域包括航空电子、飞机、雷达、声纳和指令、控制、通信、计算机、智能、监控以及侦察系统等领域。

平台化战略

张宇清认为，要满足对可编程能力迫在眉睫的需求，以及市场更加分散，需要从两方面做工作：首先是通过可编程硬件创新在FPGA关键性能指标的每个方面(价格、功率、性能、密度、功能以及可编程能力)提供业界领先的价值；其次是为电子系统设计人员提供所需要的工具、设计方法和IP，从而使FPGA能真正帮助他们实现产品快速上市和提供灵活性这些承诺。

为了帮助客户更多地采用FPGA，FPGA供应商提供一个全面的设计环境至关重要，因此赛灵思2009年提出了TDP(目标设计平台)概念80％的工作留给Xilinx及第三方合作伙伴完成，客户只需做2096的自主创新工作，这样不仅使产品实现了创新，同时加速了产品推向市场。

独立的第三方FPGA工具供应商也同样认为FpGA正在向平台化转变。“设计人员思考和实现FPGA器件的方式的重大转变是：除了将FPGA视为电子硬件的固定部分的方便容器，设计人员现在还可以将FPGA用作其设计的灵活核心，”Altium公司亚太区技术支持与应用总监David Read说，“通过运用FPGA可编程能力，整个SoC系统(包括微处理器、内存及外设器件)可以得到快速开发和上市。这意味着有更多的设计师能够将更多精力用在有助于实现产品差异化的方面，以及处于产品核心的智能性。”

但是，从FPGA使用者角度考虑，FPGA方案设计完成后，由于FPGA供货问题，有时不能立即拿到某些FPGA批量产品；或者发现另外一家FPGA企业的产品价格更低或性能更合适，但想转换到另外一家企业的产品就有困难，通常从FPGA硬件到开发板、软件环境都要全面更换。为了解决这个问题，不供应FPGA芯片的独立的第三方开发板供应商的优势就显现了，例如Altium NanoBoard 2系列开发板及Altium Designer设计工具，可使工程师快速开发和PCB布线，自由地采购FPGA厂家的芯片。

但是，NanoBoard 2的成本又上去了，需要上万元人民币。因此，Altium NanoBoard 3000应运而生，其特点尽管又是针对某公司某款FPGA，但是价格只有4000元人民币以下。另一个突出特点是设计人员可在事前不具备任何FPGA专业技术的情况下，在FPGA内部构建基于“软”处理器的优异系统。

David总结道，设计师们正在寻