【行业】半导体行业专题-FPGA.5G+AI(16页)
架构方面,FPGA 拥有大量的可编程逻辑单元,可以根据客户定制来做针对性的算法设计。除此以外,在处理海量数据的时候,FPGA 相比于 CPU 和 GPU,独到的优势在于:FPGA更接近 IO。换句话说,FPGA 是硬件底层的架构。比如,数据采用 GPU 计算,它先要进入内存,并在 CPU 指令下拷入 GPU 内存,在那边执行结束后再拷到内存被 CPU 继续处理,这过程并没有时间优势;而使用 FPGA 的话,数据 I/O 接口进入 FPGA,在里面解帧后进行数据处理或预处理,然后通过 PCIE 接口送入内存让 CPU 处理,一些很底层的工作已经被 FPGA 处理完毕了(FPGA 扮演协处理器的角色),且积累到一定数量后以 DMA 形式传输到内存,以中断通知 CPU 来处理,这样效率就高得多。
FPGA 行业是一个高进入壁垒领域,市场前景诱人。由于 FPGA 软件开发难度大,需要最先进的制造封测工艺、IP 多且杂,因此中国目前的发展存在严重滞后。从信息、产业和国防安全等方面考虑,中国一定会加速 FPGA 的国产化,政府对国有半导体产业会有一定力度的扶持。此外在 AI、LoT、5G 快速发展的推动下,中国将有庞大的 FPGA 增量市场。因此,这是国内 FPGA 厂商快速切入的时机。
电子通讯领域的迅猛发展有望推动 FPGA 市场的扩张。智能手机和移动设备的不断增长增加了电子通讯网络的负担。全世界范围内城市和农村地区的网络用户数量都在不断增长,导致了诸如 3G、4GLTE 和 5G 等网络技术的广泛应用,并产生了电子通讯领域对网络的旺盛需求。与 FPGAs 耦合的设备高带宽收发器被用来满足这一需求。小的 FPGA 设备提供接口和控制功能,大的设备可以使用一个或多个 FPGAs 完成系统设计。将硬 IP 集成到公共接口和处理功能中大大提高了 FPGA 在网络应用中的生产率。此外,硅工艺的引入极大增加了逻辑单元的最大数量。这些特性使得 FPGA 在电信行业的应用中具有吸引力。