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赛灵思、英特尔纷纷断供 国产FPGA迎来新机遇

2019-06-11 08:00:00 来源:OFweek智能家居 微信号:OFweek-SH 1

随着AI、物联网、无人驾驶、5G在内的新兴行业兴起的同时,对极具灵活性、可重构的FPGA有很大的需求,也给FPGA厂商带来更多机会,构成庞大的市场。


FPGA的应用优势


FPGA(Field-Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。



随着AI、IoT和5G三大技术的驱动融合,对数据安全性、传输延迟、功耗和总体成本等要求更高,现有的通用CPU和GPU在这一多样化的应用市场反而力不从心,而专用芯片ASIC虽然针对某一特定应用具有更高的性能,但无法满足如今的碎片化、多样化的应用需求。


随着市场需求的不断变化,FPGA性能和灵活性综合优势逐渐体现出来。FPGA芯片由输入/输出块、可配置逻辑块和可编程互联三部分组成,其可编程性不但可以加载不同的运算架构,实现器件本身的通用性,而且可以深度定制,提升算力,同一片FPGA,不同的编程数据,可以产生不同的电路功能,使用起来非常灵活,在功耗和性能上,FPGA相对同等级的CPU有较大的优势。


FPGA的应用也越来越广,除以往的传统应用航天、通信、消费电子、工控等,进入到AI、数据中心、视频处理、自动驾驶、5G等新领域,对FPGA的需求已然无止境。

即便市场巨大,却只是头两号玩家在分享盛宴,赛灵思、英特尔几乎占领了整个市场,其他厂商仍在夹缝中生存。


赛灵思:FPGA领域头号玩家


作为全球第一大FPGA厂商,眼下赛灵思满足了全世界对FPGA产品一半以上的需求,即便如此,赛灵思也没有丝毫懈怠,不断与自己进行赛跑。



赛灵思的28纳米芯片产品,结合了控制端和加速端两块,能快速响应、弹性扩展,结合ARMCortexA9,在单芯片方案中把控制、加速和感知部分结合在一起,非常适合目前工业物联网包括智慧工厂的应用。2016年,赛灵思推出16纳米的芯片产品(16纳米的异构FPGA UltraScale SoC的加速卡),把异质架构发挥到一个更高的台阶。


而为了满足日益扩大的传统与新兴应用的不同需求,打造灵活应变、万物智能的世界,赛灵思发明其最新利器——Versal ACAP,不仅提供16nm和7nm产品系列专门针对数据中心、通信、汽车、工业等应用,而且芯片、软件和IP产品组合等也可为关键未来应用趋势而定制。



特别是其最新利器——Versal ACAP(Adaptive Compute Acceleration Platform,自适应计算加速平台),这是一个高度集成的多核异构计算平台,核心是新一代的 FPGA 架构,适用于加速广泛的应用,其中包括视频转码、数据库、数据压缩、搜索、AI推断、基因组学、机器视觉、计算存储及网络加速等,可以支持所有的应用,各种不同的开发者,让各种创新、创意快速实现。去年,赛灵思基于自适应计算加速平台(ACAP)和Everest架构,开发出采用TSMC 7nm工艺、容纳500亿个晶体管的FPGA巨无霸芯片。


作为FPGA这一创新性的技术的首创者,加上在这一领域三十多年的深耕,赛灵思绝对算得上是FPGA领域的头号玩家。


英特尔:收购阿尔特拉,发力可编程事业


CPU与FPGA深度融合的异构计算已成为产业发展的必然选择,因特尔十分看好FPGA未来的市场。2015年6月,英特尔以167亿美元的价格收购全球第二大FPGA厂商阿尔特拉(Altera),随后英特尔在Altera基础上成立可编程事业部,结合英特尔CPU、GPU资产,在新的技术细分市场发力。



今年4月,英特尔今天正式发布全新的FPGA平台Agilex,与至强处理器携手展开绝地反击,与抗赛灵思Versal/ACAP进行抗衡。Agilex在原来Stratix基础上,充分利用了英特尔最新的10nm制造工艺技术,与其至强处理器(XEON)对接起来,将成为英特尔在新兴的云计算/企业级数据平台、5G无线通信和网络,以及嵌入式设备和边缘计算领域的有力武器。


与英特尔自己的Stratix系列和同行的FPGA产品相比,最新Agilex FPGA有三大优势:基于英特尔自己的10nm工艺,采用chiplet积木和3D堆叠技术以实现任意的异构集成;集成eASIC芯片定制技术以实现从 FPGA 到结构化 ASIC 的迁移路径;基于CXL互联标准以实现与至强处理器之间的低延迟和内存一致性,从而加速各种复杂任务的处理速度。



为了在激烈的市场中保持领先优势,英特尔一直采取并进方式,今年4月,英特尔宣布了收购英国 FPGA 厂商,拥有一系列基于 FPGA 的视频加速和推理的产品组合,以及垂直整合的客户群和定制解决方案的公司Omnitek,进一步扩展其FPGA业务,为实现高性能视觉和人工智能再度加码。


国内FPGA的现状与机遇


赛灵思、英特尔两家FPGA专利超过6000项,覆盖了单元架构、IP和互连等各方面核心技术,由于专利受限、技术壁垒高、软件开发难度大,我国的研发技术相对落后,缺乏创新,国产的FPGA配套设计资源少、产品易用性差,在产品性能、功耗、软件等方面都不成熟,市场认可度低,在核心技术方面,我国仍然受制于人。


在最近爆发的美国针对华为事件中,赛灵思与英特尔都宣布配合美国政府,切断了与华为的交易,让我们又一次看清了在核心技术方面受制于人的巨大隐患。


近年来国家和地方对本土芯片产业的投入有目共睹,通过过去多年的技术沉淀,积累的创新能力,国内半导体产业链正在不断成熟完善,芯片设计能力也在不断加强,出现了如上海复旦微,紫光同创、京微雅格、高云半导体、上海安路、西安智多晶等国产FPGA厂商。



紫光集团在同创的FPGA产品研发上已经投入了超过10亿元,去年又把同创从上市公司紫光国微中剥离出来,由集团统一管理,试图打造高、中、低端完整的产品线,尤其在高端市场上,要形成对国外大厂的竞争力。目前紫光同创已经推出达到700k规模的高端FPGA产品,在中兴的设备中实现量产,并成功打入华为的供应链。


新兴市场给本土FPGA厂商带来更多机会,两大巨头的封锁对本土芯片产业而言也是一个历史性的机遇,从信息、产业和国防安全等方面考虑,中国也在加速FPGA的国产化,政府对国有半导体产业给与了大量的扶持,中国解决FPGA领域卡脖子问题将指日可待。

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