FPGA 是在 PAL、GAL、CPLD 等可编程器件的基础上进一步发展的产物，它由输入 / 输出块、可配置逻辑块和可编程互联三部分组成，同一片 FPGA，不同的编程数据，可以产生不同的电路功能，因此 FPGA 的使用非常灵活。它可以应用在航空航天 / 国防、消费电子、工业、通信、数据中心、汽车、医疗、嵌入式视觉和测试测量等领域。

据 MRFR 统计 2018 年全球 FPGA 市场规模为 60 亿美元左右，随着 AI+5G 的应用逐步展开，其市场规模有望在 2025 年达到 125 亿美元，年复合增长率为 10.22%。其中在亚太地区，尤其是在中国，由于新兴基础建设应用的铺开，FPGA 的复合增长率有望高于其他地区，成为 FPGA 重要的增量市场。

图 1：2013 年~2025 年全球 FPGA 市场规模。（单位：百万美元。数据来源：MRFR）

因此，对 FPGA 厂商来说，接下来几年是一个重要的发展时期。除了被 Intel 收购的 Altera 属于 IDM 外，其他 FPGA 厂商多以 Fabless 模式运营，目前最先进的是由 Xilinx 推出，台积电（TSMC）制造的 7nm 工艺 FPGA。

在市场份额方面，主要还是欧美厂商为主，其中 Xilinx 和 Intel 两家合计占了市场的 72%。国产 FPGA 虽然发展多年，但由于 FPGA 软件开发难度大，需要先进的制造、封测工艺、IP 多且杂，因此国产 FPGA 的发展存在严重滞后。

不过近几年来，我国加速了 FPGA 的国产化进程，无论是企业、政府，还是资本都在支持国产 FPGA 的发展；加上在 AI、IoT、5G 快速发展的推动下，我国将有庞大的 FPGA 增量市场。因此，国产 FPGA 厂商此时切入可以说是最佳时期。

01、以小博大，安路科技的生存之道

虽然国产 FPGA 在市场中的占比不多，但参与的厂商其实不少，比如上海安路信息科技有限公司（简称“安路科技”）就是其中之一。这两年推出的 ELF（精灵）系列产品颇受市场好评, 严格地说 ELF 系列产品还不算 FPGA，应该是属于 CPLD 产品。

图 2：上海安路信息科技有限公司副总经理梁成志

上海安路信息科技有限公司副总经理梁成志在接受<电子发烧友>的采访时表示安路科技目前的产品规划有高端 Phoenix（凤凰）、中端 Eagle（猎鹰）和低端的 ELF（小精灵）三个系列产品。

据梁成志透露，目前安路科技每个月的出货量为上百万颗，其中最多的还是 ELF 系列产品。

图 3：安路科技 FAE 总监郭喜林

安路科技 FAE 总监郭喜林表示，安路科技的策略是先从小处着手，逐步扩大到复杂的 FPGA 产品。因为 ELF 系列产品属于 CPLD，产品不算很复杂，客户的代码量也不是很多，“我们更容易掌握，把产品做得更可靠。以后客户接受了，就会提出更高规模 FPGA 产品的需求。”

在梁成志看来，目前阶段，对国内 FPGA 厂商来说，最重要的还是替代市场，因此安路科技现在走的是管脚兼容路线，客户可以不改 PCB，降低客户的替换时间和成本。但未来还是会考虑切入高端市场，做更多差异化新产品出来。

据悉，安路科技将会在 2019 年年底推出 Phoenix 系列产品 PH5-100K，该产品将会采用 28nm 工艺制造。

02、“多驾马车拉动”，安路科技的发展之道

与其他几家国内 FPGA 厂商只专注有限的一两个领域应用不同，安路科技从一开始就瞄准了多个应用领域，且都开始站稳脚跟。其推出的产品也基本都满足工业级应用标准。

“目前，我们的产品在消费、工业和通信领域都有应用，我们是多驾马车共同拉动，共同增长。”梁成志兴奋地对<电子发烧友>表示。

图 4：ELF3 在 LED 显示屏控制系统中的应用

在 7 月 10 日深圳举办的技术研讨会上，安路科技重点介绍了其今年推出的 ELF3 系列产品。ELF3 系列产品采用了低功耗 55nm 工艺设计、片内集成配置 Flash、无需外接配置芯片、使用安路科技自主专利 LUT4/5 混合逻辑架构、最大容量型号 EF3L90 具有 9K 等效逻辑单元、336 个用户 IO、270Kbits BRAM 容量、16 个 DSP、1Gbps 高速 LVDS 接口，支持双启动和多重启动功能等功能。

图 5：ELF3 在安防监控系统中的应用

同时，安路科技 FAE 总监郭喜林在研讨会上介绍了 ELF3 在不用应用领域的应用情况。他重点介绍了 ELF3 在 LED 显示屏控制系统、安防监控系统、工业控制系统、通信系统、无人机、3D 打印机等领域的领用。

图 6：ELF3 在工业数控控制系统中的应用

郭喜林重点提到了 ELF3 的优势，包括单电源供电、电路简洁、占用 PCB 面积小；上电快速启动，可控制系统的上电、复位等顺序等；具有 2 个 PLL，16 路全局时钟，典型工作频率为 100~200MHz，可实现更高逻辑性能；64 位 DNA，支持位流 AES 加密；双启动和多启动功能可支持安全可靠的远程升级。

图 7：ELF3 在通信领域中的应用

03、软硬件协同发展

谈到国产 FPGA 厂商发展遇到的困难时，郭喜林表示，一是技术门槛高，核心技术掌握在国外少数的几家公司手上，其中 Xilinx 和 Intel 两家就握有 8000 多项专利，对后进者形成了很高的技术壁垒；二是国内 FPGA 研发人员少，而且国内可供 FPGA 集成的 IP 还不够丰富；三是 FPGA 与其他芯片不一样的地方是，厂商必须要自己同时开发硬件及其配套软件；四是客户接受度问题，由于使用了 FPGA 的产品开发周期一般都比较长，“一旦客户的产品成熟了之后，就算你的 FPGA 性价比更高，他也不一定会换，因为重新开发的投入会很大。”

研讨会上，安路科技还重点介绍其软件开发工具 Tang Dynasty（TD4.5）。该款软件是安路科技自主开发的从 HDL 描述到最终位流下载和片上调试的完整系统，为安路科技所有 FPGA 芯片产品系列提供简洁可靠的应用设计开发环境。

TD 软件系统采用基于统一数据库的层次化设计，核心优化引擎采用创新的设计自动化技术，主体流程是性能驱动的逐步精确迭代优化进程。TD 软件系统支持工业界标准的设计输入描述，提供良好的第三方设计验证工具接口。能够帮助客户实现 HDL2BIT 流程、用户约束、IP 生产、时序分析、下载位流和设计调试等主要功能。

总结

目前国内 FPGA 厂商有不少，比如上海安路、上海复旦微、紫光同创、京微齐力、高云半导体和西安智多晶等，不过同国际领先厂商相比，国产 FPGA 产品不论从产品性能、功耗、功能上都有较大差距。

虽然有差距，但国产 FPGA 厂商正在迎头赶上，据熟悉安路情况的人士估计，今年安路产值可能在 3000 万美元左右。据目前的市场情况来看，应该不难完成，因为最近的国际贸易摩擦，很多企业都有替换的需求，而且已经有多家企业增加了采购量。也就说今年安路科技有可能会实现爆发式增长。