FPGA芯片4大优势是什么?我国FPGA芯片与国外的差距在哪?

在这篇文章中，小编将为大家带来FPGA芯片的相关报道。如果你对本文即将要讲解的内容存在一定兴趣，不妨继续往下阅读哦。

一、FPGA芯片四大优势

性能—利用硬件并行的优势，FPGA打破了顺序执行的模式，在每个时钟周期内完成更多的处理任务，超越了数字信号处理器(DSP)的运算能力。 著名的分析与基准测试公司BDTI，发布基准表明在某些应用方面，FPGA每美元的处理能力是DSP解决方案的多倍。2在硬件层面控制输入和输出(I/ O)为满足应用需求提供了更快速的响应时间和专业化的功能。

上市时间—尽管上市的限制条件越来越多，FPGA技术仍提供了灵活性和快速原型的能力。用户可以测试一个想法或概念，并在硬件中完成验证，而无需经过自定制ASIC设计漫长的制造过程。3由此用户就可在数小时内完成逐步的修改并进行FPGA设计迭代，省去了几周的时间。商用现成(COTS)硬件可提供连接至用户可编程FPGA芯片的不同类型的I/O。 高层次的软件工具的日益普及降低了学习曲线与抽象层，并经常提供有用的IP核(预置功能)来实现高级控制与信号处理。

成本—自定制ASIC设计的非经常性工程(NRE)费用远远超过基于FPGA的硬件解决方案所产生的费用。 ASIC设计初期的巨大投资表明了原始设备制造商每年需要运输数千种芯片，但更多的最终用户需要的是自定义硬件功能，从而实现数十至数百种系统的开发。可编程芯片的特性意味着用户可以节省制造成本以及漫长的交货组装时间。系统的需求时时都会发生改变，但改变FPGA设计所产生的成本相对ASCI的巨额费用来说是微不足道的。

稳定性—软件工具提供了编程环境，FPGA电路是真正的编程“硬”执行过程。 基于处理器的系统往往包含了多个抽象层，可在多个进程之间计划任务、共享资源。驱动层控制着硬件资源，而操作系统管理内存和处理器的带宽。对于任何给定的处理器内核，一次只能执行一个指令，且基于处理器的系统时刻面临着严格限时的任务相互取占的风险。而FPGA不使用操作系统，拥有真正的并行执行和专注于每一项任务的确定性硬件，可减少稳定性方面出现问题的可能。

二、我国FPGA芯片与国外的差距在哪

产业链方面，中国国产化程度低，特别是EDA和IP，随说本土FPGA头部厂商也自研了一些软件工具，但总体来看，使用的EDA软件和IP主要由境外企业提供，Cadence、Synopsys和siemens占据了主要的市场份额。

受制于专利，中国本土企业在研发方面也是困难重重。据统计，赛灵思已申请超过5300项专利，而紫光同创拥有的专利数仅300余项，差距明显。由于FPGA核心专利大都掌握在国外厂商手中，在核心专利没有过期的情况下，要绕开它们，不仅要加大研发投入，还要消耗更大的芯片面积和功耗。这对FPGA初创公司的发展非常不利。

另外，中国FPGA企业在门级规模和制程工艺方面，与国际大厂之间的差距也很明显。

制程工艺方面，以赛灵思为例，其FPGA芯片主流工艺包括28nm、20nm和16nm，7nm制程产品也已发布。目前，中国本土厂商已发布的产品只能达到28nm制程。

不过，目前市场对28nm及更先进制程FPGA的需求量相对有限。由于28nm-90nm制程区间内的FPGA芯片具有较高的性价比和良率，依然是市场主流。据Frost&Sullivan统计，2019年28nm-90nm制程的 FPGA占据了中国市场63.3%的份额，28nm及更先进制程FPGA占据了20.9%的市场份额。这一市场格局为国产FPGA的发展提供了时间。但是，由于先进制程产品具有更低功耗、更小面积和更高性能，预计28nm及更先进制程FPGA 芯片将快速发展，我们还是要抓紧时间。

本土几大厂商在先进制程FPGA的研发和量产方面也取得了一些成绩，以安路科技为例，其55nm制程产品是主要营收来源，28nm制程营收占比在快速提升，该公司在2020年实现了 28nm制程PHOENIX1 系列产品的量产，28nm产品营收占比持续提升，2021上半年达到 5.11%，较2020年显著增长。

门级规模方面，赛灵思16nm制程产品达到十亿门级，28nm制程产品为亿门级。中国本土头部厂商28nm制程产品的门级规模刚刚达到亿门级。100K门以下逻辑单元芯片为国内主要市场。据Frost&Sullivan统计，以销售额计算，中国市场100K门以下的FPGA芯片占据了38.2%的市场份额，100K-500K门FPGA占据了31.7%的市场份额。

SerDes速率也有差距，例如，赛灵思16nm制程产品最高支持32.75GbpsX96通道或58GbpsX32通道，安路科技28nm制程产品的SerDes速率仅达到16Gbps。

经由小编的介绍，不知道你对FPGA芯片是否充满了兴趣?如果你想对FPGA芯片有更多的了解，不妨尝试度娘更多信息或者在我们的网站里进行搜索哦。