摘要：FPGA目前是一个全球80亿+美元的市场，28年增长至接近200亿美元（CAGR15%+），由中国市场引领增长。当前，中国FPGA市场规模约为16亿美元，预计28年规模约为45亿美元，复合增速18%，高于全球其他地区。在我们的FPGA五问五答系列报告一和二中，我们指出FPGA无可比拟的灵活性，以及确定性的低时延优势，是FPGA为客户提供的独一无二的价值。作为本系列第三篇报告，我们将重点回答同样是投资人经常问及的问题：FPGA在替代什么？未来是什么因素支撑FPGA的成长？FPGA在每个下游都用在哪里？FPGA的国产替代空间有多大？复盘1984-2022，FPGA是怎么成长的？自从1984年发明以来到90年代之前，受限于当时的晶圆制造的技术，价格昂贵的FPGA一直只在胶合逻辑领域使用。直到90年代初，FPGA突破了门级数的限制，才开始脱离粘合逻辑的场景，逐步开始替代ASIC。1995-2000年，FPGA扩展到通信和网络下游，获得广泛的无线基站和数通网络设备的订单。进入00年后，FPGA从高端的通信市场下沉至低成本的消费电子市场，小容量的FPGA对CPLD和低成本ASIC市场、以及高性能FPGA对DSP的替代，支撑了FPGA市场2000-2010年的成长。2010年后，随着以AlexNet为代表的的神经网络模型问世，FPGA在人工智能、加速计算找到新方向和成长逻辑，AI成为FPGA龙头赛灵思增速最快的下游。FPGA在低时延处理拥有巨大的优势。CPU擅长复杂的控制，在高并行计算中，FPGA的时延优势更突出。FPGA相比CPU的时延优势来自于以下三个方面：1）FPGA是硬件编程电路，无需指令集，减少了CPU的取指、译码等步骤耗费的时间；2）高并行的架构，数十万个CLB可以同步执行；3）避免了CPU在分支预测、乱序执行等模块上耗费的时间。FPGA未来增长的驱动力？电信、数据中心&AI、国防&航空航天、汽车四大下游，愈发增长的低时延处理和高灵活的变化场景驱动FPGA成长。通信是FPGA最重要的市场，主要用在无线网络、有线通信、原型验证；在汽车领域，FPGA主要用于ADAS的传感器融合领域，激光雷达信号处理主芯片，配合SoC完成座舱域信号桥接，以及车身的电机控制，未来汽车低时延和高度灵活的处理需求正在不断提升对FPGA的需求；工业领域不断提升的精确控制需求正在驱动FPGA的成长，FPGA可以完成精确、无抖动的伺服驱动，实时的工业相机图像处理，亦常用于仪器仪表的信号处理，激光加工领域的电控系统，此外，FPGA高灵活度可以适应工业通信中不断演进的TSN标准。在半导体仿真领域，当代最大的FPGA往往用于Nvidia的GPU等超大型芯片的原型设计和验证；FPGA在医疗领域常用于医疗影像的实时处理，例如超声、CT、MR等设备的实时高清成像，增长来自于医疗影像的高清化对实时处理能力的需求。LED显示和桥接是FPGA在消费电子领域密集使用到的场景，随着视频清晰度和实时传输的要求提升，多媒体&广播对FPGA的需求在提升。FPGA在国防和航空航天有着非常普遍的应用，常用于导弹和雷达，民航、无人机/反无人机、卫星以及火星等太空探索项目，未来增长主要驱动力来自于精确打击武器和卫星通信的发展。在数据中心&AI，FPGA的增长驱动力主要来自于低时延推理的需求。FPGA的高并行、低时延、低功耗的特性非常适合需要实时推理的场景，例如，使用Zynq则可实现压缩后的YOLOv7模型，在30帧率下实现15ms的低时延推理。除此之外，FPGA在数据中心常用于计算加速，比如云计算的加速实例、金融的高频/低时延的交易系统处理，FPGA还广泛应用于数据中心的互联、存储控制系统。对于国产厂商来说，28nm是最需要抓住的市场，16nm制程是考虑到未来5-10年增长必须首先占据优势的位置。目前，500K以内的FPGA占中国70%的市场，60%以上的市场是28-90nm的FPGA。尽管如此，全球FPGA的制程正在向16nm过渡。2028年，20-90nm FPGA的市场占比将从2019年的49%降至46%，而≤16nm的FPGA将从36%提升至44%。目前，我们估算FPGA国产化率达到8.4%，2028年国产FPGA合计收入有望超200亿元人民币，国产化率将达到16%。国产FPGA在低容量可以快速替代，中端FPGA可以渐进替代，高端FPGA目前处于从0-1的突破阶段。我们测算，2022年，以全球83亿美元FPGA市场计算，国产FPGA全球市占率合计达到8.4%。2028年，国产厂商合计收入将有望达到214亿元人民币，届时全球市场份额将达到16%。风险提示：下游需求不及预期，中美贸易摩擦加剧。

免责声明：
1.本站部分作品是由网友自主投稿和发布、编辑整理上传，对此类作品本站仅提供交流平台，不为其版权负责。
2.如发布机构认为违背了您的权益，请与我们联系，我们将对相关资料予以删除。
3.资源付费，仅为我们搜集整理和运营维护费用，感谢您的支持！

合集服务：
单个细分行业的合集获取请联系行研君：hanyanjun830