FPGA（现场可编程阵列芯片）因其兼具灵活性与可重构性被半导体行业称为“万能芯片”，从通信基础设施到工业自动化，从汽车电子到消费类电子产品，FPGA的身影无处不在，尤其是近年来，随着人工智能、机器学习、数据中心和连接驱动应用的增加，FPGA市场因其定制化、灵活性和高性能计算能力而经历显著增长。
莱迪思（NASDAQ：LSCC）亚太地区应用工程高级总监谢征帆近日在接受《中国经营报》记者采访时表示，FPGA市场在当前科技发展的浪潮中扮演着极为重要的角色，其市场规模持续增长，应用领域不断拓展，技术创新日新月异。尽管面临着来自多方面的挑战，但得益于FPGA的灵活性和可编程性的特点，从现在到今后的4到6年，FPGA的增长速度会高于整个半导体市场。
“小而美”更受青睐
根据FPGA的尺寸、功耗和性能等因素可以将市场分为小型、中端和大型，这些因素也决定了它们可以处理的系统和应用类型。一般而言，小型FPGA的单价介于1美元到10美元之间；中端FPGA单价大约在几十美元到100美元之间；大型FPGA则每片大约需要数百美元至数千美元价格。
其中，中小型相较于大型高端FPGA，在成本上更具竞争力，且能为众多对资源需求并非极致但注重灵活性和性价比的应用提供解决方案。例如，在工业自动化控制系统中，中小型FPGA可用于实现逻辑控制、数据采集与简单的信号处理；在汽车电子的车身控制系统和娱乐系统中，也能发挥重要作用。
在小尺寸FPGA市场中，竞争格局呈现多元化态势。虽然大型FPGA厂商如赛灵思（Xilinx）和阿尔特拉（Altera）在高端FPGA市场占据主导地位，但在小尺寸FPGA领域，一些专注于特定市场或具有成本优势的厂商也表现出色。例如，莱迪思以其低功耗、小尺寸的FPGA产品在消费类电子和工业自动化等领域拥有较高的市场份额。
不过，在快速发展的技术领域，从以云端为中心到以网络边缘为中心的创新转变正在重塑数据的处理和利用方式，也对小尺寸FPGA提出了更高的要求。
谢征帆直言：“行业下游的客户提出了一系列的要求，比如说有更快的互联，在相同功耗的情况下，整个芯片的性能需要有新的提升，能够在功耗和性能之间达到一个最佳的平衡，同时对于安全性提出了一些新的需求，特别是大家知道这两年量子计算给我们提出了新的挑战，在后量子时代，我们也需要在FPGA里面能跟它相匹配，提供新的、领先的安全性能。”
“实际上在很多的产品里，芯片的加载速度跟整个系统的安全性相关，如果我们的芯片要作为一个可信根的话，就需要最快地上电，如果我们的芯片加载速度慢就导致整个安全链都会受到影响。”谢征帆强调，“安全性是我们反复强调的一点。随着数据处理量的增加，数据安全性和隐私保护面临新的挑战。因此，在安全方面，我们不仅关注算法的优化，还会在应用解决方案上持续为客户提供更新的方案。”
AI红利加速释放
AI大模型的发展重点正在从训练转向推理，接近用户边缘的推理计算需求正在增长。这也给FPGA提供了机会。
谢征帆表示，AI分为训练（training）和推理（inference）两个阶段，由于从算力上来看，AI训练的需求超出了FPGA的能力，因此我们更加专注于AI推理，尤其是在边缘端的推理应用。边缘端推理通常对功耗有更高的要求，而在性能上则可以做一定的妥协。与此同时，很多情况下传感器采集到的数据无法直接输入AI网络，需要进行预处理，而这部分工作很多时候依赖于FPGA来完成。
谢征帆举例道，将数据预处理与AI推理集成到同一个芯片中，从而实现单芯片边缘AI方案。在这种方案中，神经网络算法还可以进行优化，包括调整数据字节宽度，进行减少运算量等优化操作，这些都可以在FPGA中实现。此外，还可以利用FPGA的可编程特性，即便是已经部署的版本，在未来的开发阶段仍然可以进行优化。如果发现之前的版本有改进空间，可以通过远程在线升级来优化已部署在客户侧的设备，不论是性能提升还是功能增强，都能为客户提供新的改进。
值得注意的是，尽管FPGA市场在多个应用领域展现出了良好的发展潜力，但也面临着诸多挑战。
在谢征帆看来，目前行业面临的挑战是所有客户都需要创新。在中国，许多行业都存在激烈的竞争，客户们在新产品的功能上都需要具有创新性。“从莱迪思来看，我们在解决方案集合中选择的主题，实际上是我们通过与众多客户沟通和交流，从他们的痛点中总结出来的需求。因此，从莱迪思的角度出发，我们能够提供针对这些痛点的解决方案，客户可以参考这些解决方案集合，进而将其应用到他们的新产品开发中，帮助他们提供创新的功能。”
除此之外，逐渐崛起的FPGA中国厂商也让谢征帆感受到了竞争压力。虽然目前FPGA市场由三大巨头Xilinx、Altera、莱迪思主导，但以安路科技、复旦微电为代表的国内FPGA厂商也已经推出了成熟的产品。
谢征帆表示，FPGA领域目前在中国有许多竞争对手。为了应对这种竞争，在产品开发的长期规划中，需要更加注重创新。无论是在功耗、安全性，还是整个嵌入式系统解决方案方面，希望在未来的FPGA产品中做出差异化的竞争。
