芯片行業(yè)之淺談FPGA芯片
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核心觀(guān)點(diǎn)
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/202212/441918.htmFPGA是數字芯片的一類(lèi)分支，與CPU、GPU等功能固定芯片不同的是，FPGA制造完成后可根據用戶(hù)需要，賦予其特定功能。
FPGA芯片涉及通信、工業(yè)、軍工/航天、汽車(chē)和數據中心等多個(gè)領(lǐng)域，且中國FPGA市場(chǎng)年均復合增長(cháng)率預計超17%，增速顯著(zhù)高于全球。
中國市場(chǎng)營(yíng)收占據國際FPGA頭部廠(chǎng)商營(yíng)收占比首位，國產(chǎn)替代空間廣闊，建議關(guān)注芯片行業(yè)明年左側布局機會(huì )。
FPGA---可以由用戶(hù)定制的高性能芯片
FPGA(Field Programmable Gate Array，現場(chǎng)可編程門(mén)陣列)是數字芯片的一個(gè)子門(mén)類(lèi)，現場(chǎng)可編程性是FPGA的最大特點(diǎn)，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，可以根據用戶(hù)需要，通過(guò)EDA軟件配置特定電路，從而賦予其特定功能。FPGA的可編程技術(shù)是基于閃存、反熔絲和靜態(tài)存儲器實(shí)現的。
圖:FPGA在數字芯片中所在位置
資料來(lái)源:《FPGA原理和結構》，中信建投
FPGA 由可編程的邏輯單元(Logic Cell)、和外部進(jìn)行信號交互的輸入輸出單元(Input Output Block)與連接前兩種元素的開(kāi)關(guān)連線(xiàn)陣列(Switch Box)共三個(gè)部分構成。從產(chǎn)品發(fā)展角度，先進(jìn)工藝(制程)、先進(jìn)封裝可以提升FPGA容量，而同工藝下優(yōu)化基礎單元LC的設計及其他系統設計可以提升FPGA的性能，同時(shí)軟件的持續優(yōu)化、豐富的軟核IP庫也是不同廠(chǎng)商競爭力高低的體現。
FPGA行業(yè)高速增長(cháng)，國內外差距顯著(zhù)
數據中心建設、人工智能和自動(dòng)駕駛等新興市場(chǎng)的加速發(fā)展，帶動(dòng)了FPGA需求持續增長(cháng)。根據Gartner預測，2020-2026年全球FPGA市場(chǎng)規模從55.85億美元增至96.9億美元，年均復合增長(cháng)率為9.6%。另根據Frost&Sullivan預測，2021-2025年中國FPGA市場(chǎng)規模預計將從176.8億元增至 332.2億元，年均復合增長(cháng)率為17.1%，中國FPGA市場(chǎng)增速高于全球。
圖:中國FPGA市場(chǎng)規模預測
資料來(lái)源: Frost&Sullivan,中信建投
從下游市場(chǎng)角度，FPGA芯片下游涉及通信、工業(yè)、軍工/航天、汽車(chē)和數據中心等領(lǐng)域，其中通信市場(chǎng)占比最高，且有望持續提升，而在以上領(lǐng)域中，汽車(chē)預計增速最快。
目前，FPGA行業(yè)集中度較高，根據Gartner數據，Xilinx、Intel、Lattice、Microchip 這4家美國公司共占據全球93%市場(chǎng)份額，國內FPGA廠(chǎng)商在2021年占據國內16%市場(chǎng)份額，國產(chǎn)替代空間廣闊。
圖:2021年全球FPGA市場(chǎng)份額(收入口徑)
資料來(lái)源: Gartner,摩根斯坦利,中信建投
國產(chǎn)替代空間較大，建議關(guān)注芯片行業(yè)明年左側布局機會(huì )
目前，國內FPGA廠(chǎng)商在產(chǎn)品豐富度與技術(shù)實(shí)力與國際頭部大廠(chǎng)存在較大差距，如14 nm 及以下的先進(jìn)制程產(chǎn)品區間國內幾乎真空，而國內公司在28nm制程的產(chǎn)品矩陣豐富度亦不及海外巨頭，疊加國內產(chǎn)品在邏輯容量等方面的性能差距等，提升空間較大；同時(shí)國內市場(chǎng)容量廣闊，目前Xilinx在中國營(yíng)收占比超30%，Lattice占比超50%，中國均是其最大營(yíng)收地區，近期國際大廠(chǎng)紛紛提價(jià)，國內廠(chǎng)商對應可替代的市場(chǎng)空間充足。
綜上，無(wú)論是具有不斷迭代新增需求的民用市場(chǎng)，還是出于國家安全考量，有極大自主可控需求的特種市場(chǎng)，FPGA都有較好的國產(chǎn)替代前景，國內FPGA廠(chǎng)商成長(cháng)空間廣闊。
從芯片行業(yè)整體來(lái)看，今年以來(lái)，芯片行業(yè)景氣度走弱，明年隨著(zhù)半導體行業(yè)下行周期逐漸進(jìn)入后半段，芯片部分下游細分領(lǐng)域已逐漸出現需求復蘇跡象，關(guān)注芯片行業(yè)左側布局機會(huì )，建議關(guān)注國證半導體芯片指數。
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