我国FPGA行业趋势：汽车将成最大应用领域市场规模持续提升

2020-12-09 04:06

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FPGA芯片基于可编程器件（PAL、GAL）发展而来，是半定制化、可编程的集成电路，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。相对于专用集成电路更具灵活性、多元性，但其所有功能均依靠硬件实现，无法实现分支条件跳转等操作，并且只能实现定点运算。此外，FPGA的应用主要为数据采集领域、逻辑接口领域、电平接口领域。

FPGA的主要优缺点分析

优缺点	内容
优点	FPGA由逻辑单元、RAM、乘法器等硬件资源组成，通过将这些硬件资源合理组织，可实现乘法器、寄存器、地址发生器等硬件电路
	FPGA可通过使用框图或者Verilog HDL来设计，从简单的门电路到FIR或者FFT电路
	FPGA可无限低重新编程，加载一个新的设计方案只需几百毫秒，利用重配置可以减少硬件的开销
	FPGA工作频率由FPGA芯片以及设计决定，可以通过修改设计或者更换更快的芯片来达到某些苛刻的要求（当然，工作频率也不是无限制的可以提高，而是受当前的IC工艺等因素制约）
缺点	FPGA的所有功能均依靠硬件实现，无法实现分支条件跳转等操作
缺点	FPGA只能实现定点运算

资料来源：公开资料

FPGA芯片的应用

应用领域	应用概况
数据采集领域	由于自然界中的信号模拟信号居多,因此信号处理系统中都能实现数据的采集功能,对于比较常见的低速A/D和D/A转换器可以采用标准的其它接口或者通信进行处理,但是对于高速的A/D和D/A转换器,一般的信号处理器就起不了作用,只能使用FPGA进行数据采集
逻辑接口领域	在传统的芯片设计中,在进行与PC机进行数据通信时,为了保障信号的传输质量需要的接口数量太多,导致芯片的体积、能耗等都比较大,不利于进行高效的传输
电平接口领域	在新的技术不断出现的大环境下,在电子产品的应用方面,电平标准也必须不断的做出改变才能迎合电子产品的更新要求,在这种极度混合的电平环境中,传统的电平接口并不能满足电路的需求,导致电路的复杂性越来越高,而FPGA可以支持多种电平的存在,将FPGA应用到电平接口中可以减少很多不必要的麻烦

资料来源：公开资料

中国FPGA芯片行业下游应用市场覆盖范围广泛，从2018年所应用的领域来看，电子通讯及消费电子是最大应用下游，占比分别达40.3%、22.8%。随着边缘计算、云计算、人工智能等新兴技术在交通领域、超算中心的应用全面铺开，预计到2025年，汽车、数据中心领域的FPGA应用市场成长速度将超过通信、消费电子市场，占比将分别升至29%、13%。

2018年&2025年FPGA下游应用分布