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芯片行业之浅谈FPGA芯片

作者:时间:2022-12-21来源:老罗话指数投资收藏

核心观点   

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/202212/441918.htm

  • 是数字芯片的一类分支,与CPU、GPU等功能固定芯片不同的是,制造完成后可根据用户需要,赋予其特定功能。

  • 芯片涉及通信、工业、军工/航天、汽车和数据中心等多个领域,且中国FPGA市场年均复合增长率预计超17%,增速显著高于全球。

  • 中国市场营收占据国际FPGA头部厂商营收占比首位,国产替代空间广阔,建议关注芯片行业明年左侧布局机会。

FPGA---可以由用户定制的高性能芯片

FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)是数字芯片的一个子门类,现场可编程性是FPGA的最大特点,CPU、GPU等芯片在被制造完成后,其功能就已被固定,而FPGA在制造完成后,可以根据用户需要,通过EDA软件配置特定电路,从而赋予其特定功能。FPGA的可编程技术是基于闪存、反熔丝和静态存储器实现的。

图:FPGA在数字芯片中所在位置

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资料来源:《FPGA原理和结构》,中信建投

FPGA 由可编程的逻辑单元(Logic Cell)、和外部进行信号交互的输入输出单元(Input Output Block)与连接前两种元素的开关连线阵列(Switch Box)共三个部分构成。从产品发展角度,先进工艺(制程)、先进封装可以提升FPGA容量,而同工艺下优化基础单元LC的设计及其他系统设计可以提升FPGA的性能,同时软件的持续优化、丰富的软核IP库也是不同厂商竞争力高低的体现。

FPGA行业高速增长,国内外差距显著

数据中心建设、人工智能和自动驾驶等新兴市场的加速发展,带动了FPGA需求持续增长。根据Gartner预测,2020-2026年全球FPGA市场规模从55.85亿美元增至96.9亿美元,年均复合增长率为9.6%。另根据Frost&Sullivan预测,2021-2025年中国FPGA市场规模预计将从176.8亿元增至 332.2亿元,年均复合增长率为17.1%,中国FPGA市场增速高于全球

 图:中国FPGA市场规模预测

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资料来源: Frost&Sullivan,中信建投

从下游市场角度,FPGA芯片下游涉及通信、工业、军工/航天、汽车和数据中心等领域,其中通信市场占比最高,且有望持续提升,而在以上领域中,汽车预计增速最快。

目前,FPGA行业集中度较高,根据Gartner数据,Xilinx、Intel、Lattice、Microchip 这4家美国公司共占据全球93%市场份额,国内FPGA厂商在2021年占据国内16%市场份额,国产替代空间广阔。

图:2021年全球FPGA市场份额(收入口径)

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资料来源: Gartner,摩根斯坦利,中信建投 

国产替代空间较大,建议关注芯片行业明年左侧布局机会

目前,国内FPGA厂商在产品丰富度与技术实力与国际头部大厂存在较大差距,如14 nm 及以下的先进制程产品区间国内几乎真空,而国内公司在28nm制程的产品矩阵丰富度亦不及海外巨头,叠加国内产品在逻辑容量等方面的性能差距等,提升空间较大;同时国内市场容量广阔,目前Xilinx在中国营收占比超30%,Lattice占比超50%,中国均是其最大营收地区,近期国际大厂纷纷提价,国内厂商对应可替代的市场空间充足。

综上,无论是具有不断迭代新增需求的民用市场,还是出于国家安全考量,有极大自主可控需求的特种市场,FPGA都有较好的国产替代前景,国内FPGA厂商成长空间广阔。

从芯片行业整体来看,今年以来,芯片行业景气度走弱,明年随着半导体行业下行周期逐渐进入后半段,芯片部分下游细分领域已逐渐出现需求复苏迹象,关注芯片行业左侧布局机会,建议关注国证半导体芯片指数。



关键词: FPGA

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