算力變革引發(fā)FPGA產(chǎn)業(yè)變革　雙期疊加考驗(yàn)國(guó)內(nèi)廠商

張心怡　沈叢

計(jì)算力就是生產(chǎn)力。算力的變革往往會(huì)催生新的計(jì)算形式，并驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈的整合兼并。曾經(jīng)，原型設(shè)計(jì)、新品開(kāi)發(fā)等需求催生了靈活可編程的“萬(wàn)能芯片”FPCA。如今，數(shù)據(jù)中心、Al等高算力需求，為FPGA開(kāi)辟新的市場(chǎng)空間，也引發(fā)了處理器巨頭對(duì)FPGA優(yōu)質(zhì)標(biāo)的的熱切關(guān)注。隨著AMD宣布與賽靈思達(dá)成收購(gòu)協(xié)議，F(xiàn)PGA行業(yè)前兩名的廠商先后被CPU雙巨頭英特爾和AMD鯨吞。英特爾和AMD為何對(duì)FPGA廠商出手，收購(gòu)案將對(duì)算力市場(chǎng)帶來(lái)哪些影響？國(guó)內(nèi)FPGA廠商又將面臨哪些機(jī)遇和挑戰(zhàn)？

算力變革驅(qū)動(dòng)

FPGA再迎發(fā)展熱潮

雖然問(wèn)世時(shí)間不長(zhǎng)，F(xiàn)PGA已經(jīng)憑借“可編程”的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在百花齊放的芯片浪潮中奪得一席之地，成為CPU等通用處理器、全定制專用處理器ASIC之外的又一勁旅。

作為半定制化的集成電路芯片，F(xiàn)PGA使系統(tǒng)的硬件功能能夠像軟件一樣編程修改，使根據(jù)不同應(yīng)用改變硬件資源成為可能，因而有著“萬(wàn)能芯片”的美譽(yù)。

但這也意味著，F(xiàn)PGA需要在設(shè)計(jì)制造時(shí)考慮下游客戶根據(jù)不同場(chǎng)景進(jìn)行編程的需要，導(dǎo)致了更高的技術(shù)門檻和量產(chǎn)成本。在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里，F(xiàn)PGA的差異化市場(chǎng)主要存在于原型設(shè)計(jì)和新品開(kāi)發(fā)。出于成本考量，許多下游廠商在技術(shù)路線相對(duì)固定之后，會(huì)選擇ASIC代替FPGA進(jìn)行量產(chǎn)，這在一定程度上限制了FPC.A的普及發(fā)展。

數(shù)據(jù)顯示，2018年全球集成電路市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到4688億美元，F(xiàn)PGA市場(chǎng)規(guī)模約為63億美元，僅占集成電路市場(chǎng)約1.34%。

計(jì)算力就是生產(chǎn)力。近年來(lái)，隨著數(shù)據(jù)中心、AI、云計(jì)算的崛起，全球數(shù)據(jù)呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)和類型多元化趨勢(shì)，這讓FPGA能夠根據(jù)不同工作負(fù)載進(jìn)行加速的優(yōu)勢(shì)充分釋放。與此同時(shí)，賽靈思等企業(yè)，通過(guò)ACAP（自適應(yīng)加速平臺(tái)）等異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)及產(chǎn)品，讓FPGA更加靈活地根據(jù)不同工作負(fù)載進(jìn)行自適應(yīng)加速，進(jìn)一步提升了FPGA在加速器市場(chǎng)的穿透力。

然而，算力變革為FPGA帶來(lái)新機(jī)遇的同時(shí)，也令處理器大廠對(duì)FPGA廠商矚目。賽迪智庫(kù)在研報(bào)中指出，人工智能等新興技術(shù)對(duì)于計(jì)算力的需求加速提升，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了通用計(jì)算技術(shù)的發(fā)展水平，GPU、NPU、眾核、FPGA、ASIC等異構(gòu)計(jì)算技術(shù)也因此得到了快速發(fā)展。而異構(gòu)計(jì)算恰恰意味著多種處理器的融合發(fā)展，這也讓處理器大廠將FPC.A廠商納入“彈藥庫(kù)”的舉動(dòng)變得順理成章。

雙巨頭收購(gòu)雙雄

影響算力格局

AMD對(duì)賽靈思出手，不難讓人想到轟動(dòng)一時(shí)的英特爾收購(gòu)FPGA廠商Aitera。作為CPU領(lǐng)域的前二廠商，英特爾與AMD這對(duì)“老對(duì)手”在處理器和超算領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)有來(lái)有回，在拓展FPGA業(yè)務(wù)方面卻顯得相當(dāng)默契，先后將FPGA第一、第二的廠商納入麾下。

“在云計(jì)算和Al導(dǎo)致的算力需求爆發(fā)和混合計(jì)算架構(gòu)迅速發(fā)展的情況下，CPU廠商收購(gòu)FPGA廠商可直接補(bǔ)強(qiáng)其FPGA支撐的并行和可編程計(jì)算技術(shù)，使他們?cè)谛屡d異構(gòu)計(jì)算架構(gòu)時(shí)代保持領(lǐng)先。”賽迪智庫(kù)集成電路產(chǎn)業(yè)研究所張?zhí)靸x向《中國(guó)電子報(bào)》己者表示。

一旦處理器雙巨頭完成對(duì)FPGA雙巨頭的收購(gòu)，計(jì)算市場(chǎng)格局也將隨之變化。在FPGA市場(chǎng)，Aitera、賽靈思一度占據(jù)80%以上的市場(chǎng)份額，被巨頭收購(gòu)后，兩個(gè)廠商將不可避免地進(jìn)行方向和資源的調(diào)整，其他廠商可以借此機(jī)會(huì)進(jìn)一步提升自身能力并拓展市場(chǎng)空間;另一方面，收購(gòu)后的處理器巨頭在業(yè)務(wù)、營(yíng)收規(guī)模、對(duì)下游的議價(jià)權(quán)等方面，會(huì)獲得更大的主動(dòng)權(quán)。

TrendForce集邦咨詢旗下拓璞產(chǎn)業(yè)研究院指出，若AMD對(duì)賽靈思的收購(gòu)案完成，AMD將躍升為全球第四大IC設(shè)計(jì)廠商，在5G、數(shù)據(jù)中心、ADAS以及工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的話語(yǔ)權(quán)也將大幅提升。同時(shí)，由于兩家企業(yè)皆是臺(tái)積電的重要客戶，AMD對(duì)臺(tái)積電的議價(jià)能力也將隨之提升。

“單憑應(yīng)用范圍、產(chǎn)品廣泛度、技術(shù)實(shí)力與營(yíng)收規(guī)模等，相較于英特爾與英偉達(dá)，AMD是三者間最弱勢(shì)的芯片廠商，因此該收購(gòu)案將通過(guò)FPGA的可編程性與平行運(yùn)算等優(yōu)勢(shì)，為AMD帶來(lái)如5G基建、AI、ADAS與工業(yè)自動(dòng)化等更多商機(jī)?！盩rendForce集邦咨詢分析師姚嘉洋表示。

在公布收購(gòu)之后，AMD宣布其第二代EPYC處理器為新華三新一代服務(wù)器系統(tǒng)提供強(qiáng)勁支持。借由EPYC系列，AMD正在將觸角伸向英特爾統(tǒng)御已久的處理器市場(chǎng)。而收購(gòu)FPGA，將為AMD的數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)提供助力。

“隨著異構(gòu)計(jì)算時(shí)代的到來(lái)，F(xiàn)PGA的重要性更加凸顯。此次AMD對(duì)賽靈思的收購(gòu)，主要目的是借助FPGA進(jìn)一步布局?jǐn)?shù)據(jù)中心市場(chǎng)，為通用處理器提供補(bǔ)充，這也是FPGA市場(chǎng)未來(lái)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。”一位業(yè)內(nèi)人士向記者表示。

起步期疊加窗口期

考驗(yàn)國(guó)內(nèi)廠商

AItera、賽靈思相繼被巨頭鯨吞，也引發(fā)了業(yè)界對(duì)于FPGA廠商市場(chǎng)定位和生存空間的關(guān)注。但是，國(guó)內(nèi)FPGA廠商面臨的產(chǎn)業(yè)形勢(shì)，與國(guó)際FPGA優(yōu)質(zhì)標(biāo)的不盡相同。張?zhí)靸x表示，國(guó)內(nèi)FPGA廠商還處于發(fā)展初期，而且國(guó)內(nèi)暫時(shí)沒(méi)有合適的處理器巨頭對(duì)FPGA廠商進(jìn)行整合兼并，通信設(shè)備大廠則考慮供應(yīng)鏈的靈活性，對(duì)收購(gòu)FPGA廠商持謹(jǐn)慎態(tài)度。這意味著，國(guó)內(nèi)FPGA廠商暫時(shí)不會(huì)被巨頭攪動(dòng)的波瀾影響。

同時(shí)，國(guó)內(nèi)FPGA廠商的起步期，與AI等技術(shù)開(kāi)啟的FPGA發(fā)展窗口期重疊，這對(duì)國(guó)內(nèi)FPGA廠商的技術(shù)路徑、市場(chǎng)嗅覺(jué)、生態(tài)構(gòu)建提出了更為嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

在技術(shù)路徑上，國(guó)內(nèi)FPGA廠商仍處于攻堅(jiān)期。賽迪智庫(kù)指出，當(dāng)前全球FPGA市場(chǎng)被國(guó)際巨頭壟斷，國(guó)內(nèi)廠商核心技術(shù)差距較大，在仿真器、集成度、核心IP（DSP、SerDes、ADC）、片上網(wǎng)絡(luò)（NOC）等方面積累很少，僅占4%的市場(chǎng)份額。同時(shí)，F(xiàn)PGA在設(shè)計(jì)完成后，還需要將用戶程序編譯進(jìn)去的特眭，決定了FPGA的產(chǎn)品化和產(chǎn)業(yè)化必須“軟硬兼施”，注重軟件工具的發(fā)展。國(guó)內(nèi)廠商一方面需要加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)，提升產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新力;另一方面也需要圍繞FPGA的編程軟件、IP庫(kù)、EDA等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，補(bǔ)齊短板，完善生態(tài)構(gòu)建。

在市場(chǎng)拓展方面，隨著新基建等舉措進(jìn)一步加速5G、數(shù)據(jù)中心、AI等新興技術(shù)的發(fā)展部署，國(guó)內(nèi)FPGA貼近國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的天然優(yōu)勢(shì)將進(jìn)一步釋出。張?zhí)靸x指出，由于FPGA原有兩強(qiáng)的壁壘，中國(guó)以外的地區(qū)難以大量誕生新的FPGA公司。在國(guó)內(nèi)信息化浪潮和國(guó)際科技競(jìng)合催生大量新創(chuàng)FPGA廠商的基礎(chǔ)上，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)將為新興FPGA廠商的發(fā)展提供更多利好。

值得注意的是，算力變革在帶來(lái)機(jī)遇的同時(shí)，也對(duì)多核異構(gòu)以及高端FPGA提出了更多需求。國(guó)內(nèi)FPGA廠商要抓住新興技術(shù)帶來(lái)的紅利，需貼近客戶，緊跟技術(shù)變化，提升產(chǎn)品附加值。 “靈活可編程、低延時(shí)、實(shí)時(shí)性強(qiáng)，高效能等特性，決定了FPCA的不可替代性，此次賽靈思被收購(gòu)，恰恰體現(xiàn)了FPGA在未來(lái)數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算等領(lǐng)域的重要地位?！睒I(yè)內(nèi)人士向記者表示，“對(duì)于FPGA廠商而言，更應(yīng)諺關(guān)注新技術(shù)的變化和演進(jìn)，尋找更多的應(yīng)用空間?！?/p>