芯片行业之浅谈FPGA芯片-电子发烧友网

FPGA是数字芯片的一类分支，与CPU、GPU等功能固定芯片不同的是，FPGA制造完成后可根据用户需要，赋予其特定功能。

FPGA芯片涉及通信、工业、军工/航天、汽车和数据中心等多个领域，且中国FPGA市场年均复合增长率预计超17%，增速显著高于全球。

中国市场营收占据国际FPGA头部厂商营收占比首位，国产替代空间广阔，建议关注芯片行业明年左侧布局机会。

FPGA---可以由用户定制的高性能芯片

FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)是数字芯片的一个子门类，现场可编程性是FPGA的最大特点，CPU、GPU等芯片在被制造完成后，其功能就已被固定，而FPGA在制造完成后，可以根据用户需要，通过EDA软件配置特定电路，从而赋予其特定功能。FPGA的可编程威廉希尔官方网站是基于闪存、反熔丝和静态存储器实现的。

图:FPGA在数字芯片中所在位置

资料来源:《FPGA原理和结构》，中信建投

FPGA 由可编程的逻辑单元(Logic Cell)、和外部进行信号交互的输入输出单元(Input Output Block)与连接前两种元素的开关连线阵列(Switch Box)共三个部分构成。从产品发展角度，先进工艺(制程)、先进封装可以提升FPGA容量，而同工艺下优化基础单元LC的设计及其他系统设计可以提升FPGA的性能，同时软件的持续优化、丰富的软核IP库也是不同厂商竞争力高低的体现。

FPGA行业高速增长，国内外差距显著

数据中心建设、人工智能和自动驾驶等新兴市场的加速发展，带动了FPGA需求持续增长。根据Gartner预测，2020-2026年全球FPGA市场规模从55.85亿美元增至96.9亿美元，年均复合增长率为9.6%。另根据Frost&Sullivan预测，2021-2025年中国FPGA市场规模预计将从176.8亿元增至 332.2亿元，年均复合增长率为17.1%，中国FPGA市场增速高于全球。

图:中国FPGA市场规模预测

资料来源: Frost&Sullivan,中信建投

从下游市场角度，FPGA芯片下游涉及通信、工业、军工/航天、汽车和数据中心等领域，其中通信市场占比最高，且有望持续提升，而在以上领域中，汽车预计增速最快。

目前，FPGA行业集中度较高，根据Gartner数据，Xilinx、Intel、Lattice、Microchip 这4家美国公司共占据全球93%市场份额，国内FPGA厂商在2021年占据国内16%市场份额，国产替代空间广阔。

图:2021年全球FPGA市场份额(收入口径)

资料来源: Gartner,摩根斯坦利,中信建投

国产替代空间较大，建议关注芯片行业明年左侧布局机会

目前，国内FPGA厂商在产品丰富度与威廉希尔官方网站实力与国际头部大厂存在较大差距，如14 nm 及以下的先进制程产品区间国内几乎真空，而国内公司在28nm制程的产品矩阵丰富度亦不及海外巨头，叠加国内产品在逻辑容量等方面的性能差距等，提升空间较大；同时国内市场容量广阔，目前Xilinx在中国营收占比超30%，Lattice占比超50%，中国均是其最大营收地区，近期国际大厂纷纷提价，国内厂商对应可替代的市场空间充足。

综上，无论是具有不断迭代新增需求的民用市场，还是出于国家安全考量，有极大自主可控需求的特种市场，FPGA都有较好的国产替代前景，国内FPGA厂商成长空间广阔。