電子發燒友網報道（文/黃晶晶）FPGA芯片在全球兩大巨頭的把持下，國產廠商一直盤旋于中低端應用市場。在研發投入、工藝水平、專利數量等方面落后的情況下，國產廠商有沒有機會找到自己的發展方向，取得一些突破。這是目前國產FPGA芯片廠商都在尋找的答案。

日前，高云半導體市場副總裁兼中國區銷售總監黃俊接受電子發燒友網記者獨家專訪時表示，國產FPGA雖然發展時間不長，但成長迅速，這得益于國內廠商對技術產品和市場應用的良好把握，如今，無論是直接替代還是開發新興應用，國產FPGA均有著巨大的市場空間，也有能力發展得更好。

全面切入市場，覆蓋工業、通信、安防、汽車等多領域

高云半導體成立于2014年，旨在推出具有核心自主知識產權的民族品牌FPGA芯片，提供集設計軟件、IP核、參照設計、開發板、定制服務等一體化完整解決方案。

公司的技術骨干均有國際著名FPGA公司15年以上的工作經驗，參與了數代FPGA芯片的硬件開發、相關EDA軟件開發、軟硬件的測試流程，積累了豐富的技術和管理經驗。

高云于2015年一季度量產出國內第一塊產業化的55nm工藝400萬門的中密度FPGA芯片，并開放開發軟件下載。2016年第一季度又順利推出國內首顆55nm嵌入式Flash SRAM的非易失性FPGA芯片。

黃俊坦言，公司這幾年穩扎穩打，贏得了不少客戶口碑，建立了行業的領先地位。但真正迅速發展，還是在近兩年。

2016年中興遭遇美國政府的出口管制，后和解，2018年美國又發起對中興的制裁，2019年美國發布對華為禁令，這幾年市場環境的急劇變化，帶給了國產芯片廠商發展的機會，國產FPGA芯片更快地走向更多應用領域。

由于前期的開發積累以及國產替代的加速，高云半導體在2019年陸續在多個市場實現大批量出貨，涵蓋工業、通信、安防、汽車等領域，“去年以來，整體業績穩步提高，我們受到更多不同行業應用客戶的認可。”黃俊告訴電子發燒友網記者。

以抗疫產品為例，高云的FPGA芯片已經打入紅外測溫設備、口罩機等市場，成為數家行業領軍企業的供應商。據黃俊介紹，高云的FPGA芯片主要應用于這些設備的控制部分，由于抗疫產品需求爆發，供應急，高云結合前期的方案導入以及疫情期間的全力及時配合，滿足了客戶的技術指標和供貨要求。

通信和工業是FPGA的兩大應用領域，也是各大廠商必爭之地，當前國產FPGA有能力進入這些市場，找準定位，參與競爭。黃俊分析說，打開工業、通信、安防等多個領域的市場，對于國產FPGA的成長非常有幫助，近兩年他們加快了這些領域客戶的導入速度。

5G和AI只有大廠能玩？不，國產FPGA機會多

5G通信基站數量的增加帶動FPGA零部件用量提高，由于5G信號衰減較快，小基站需求量巨大。另外，5G Massive MIMO的高并發處理需求，單基站FPGA用量有望從4G時的2-3塊提高到5G的4-5塊，也將帶動FPGA整體用量。

針對5G基站的FPGA產品應用，黃俊分析，一類是應用于接口擴展的小容量中低端FPGA，基本上以10K以內邏輯單元的產品為主，這一塊市場大約在5000萬美金的市場規模，國內FPGA有能力進行國產替代。另一類面向5G核心網、骨干網的FPGA主要以中高密度，28納米到16納米的產品為主。這一塊市場需要國產廠商加大研發力度，推出更先進工藝的產品。據透露，高云的下一代工藝FPGA產品將于今年四季度發布，屆時將有機會進入更高端的5G市場。

5G通信帶來的更大發展機會在于，5G終端的多元化、爆發式增長帶動了FPGA用量的增加。黃俊認為，今后的終端設備在屏幕顯示、攝像頭3D建模、圖像處理以及新型傳感器技術應用對FPGA有著大量需求，這些都是國產FPGA廠商的機會，也是高云半導體正在發力的市場。

“這類終端應用對功耗要求低，IO處理速度快，并且PCB面積要小，薄型的封裝，同時還有加密不被抄襲等功能要求，高云對小密度FPGA進行優化，例如推出超低功耗芯片，FPGA集成ARM核和存儲緩存，推出小尺寸芯片等等，高云的FPGA芯片不僅可以替代國外芯片，甚至在IO接口速度等性能上實現了超越。”黃俊分析道。

一個例子是，今年1月，高云宣布其超低功耗器件GW1NZ-ZV FPGA全面量產，這顆芯片靜態功耗比業界基于Flash的非易失FPGA低50％，最低功耗低于28μW。在需要一直在線的應用以及對系統中的IO和外設始終實時監控的應用中，低功耗FPGA與許多微控制器相比具有明顯的優勢。



如今大熱的AI應用，高云半導體也提前卡位，發布了GOAI人工智能解決方案，用于在人工智能邊緣設備以及物聯網設備中實現基于卷積神經網絡的邊緣加速。該方案包括一個AI加速器，此加速器的性能相比獨立的MCU方案提高78倍。方案中還包括將Caffe或Tensorflow等常用開發工具中的訓練模型導入到高云FPGA所需的工具。此外，GOAI方案中的加速器可通過AHB接口連接到FPGA內部的處理器（ARM Cortex-M），提供AI系統的控制和調試，同時也可以更輕松地連接到攝像機，麥克風或其他外設。高云半導體還推出了一個攝像頭采集圖像、識別物體的DEMO，展示了GoAI方案流暢的加速過程。

另外，今年2月，高云宣布在Ubuntu操作系統中支持其FPGA EDA開發軟件，從而為開發人員進行人工智能和物聯網應用開發提供了一體化開發環境。Ubuntu系統已經成為人工智能解決方案開發最受歡迎的操作系統，高云半導體FPGA EDA工具對于Ubuntu系統的支持，使得開發人員可以將FPGA綜合，布局布線和比特流生成無縫集成到其AI設計和腳本工作流程中。

高云的兩大產品家族中，晨熙家族FPGA產品，主打高性能、低功耗、豐富內部資源，應用于通訊、工業等領域。小蜜蜂家族主打低功耗、非易失、高安全性、小薄封裝等特點，應用于消費、工業、通信等市場。為了滿足不同應用需求，高云提供的定制化屬性也特別明顯，是其優勢之一，例如在藍牙、安全、AI等方面都推出了集成化的產品，極大地方便了客戶在實際項目中的快速設計和應用落地。

在高端FPGA市場，國產廠商還無法觸達，但由于5G和AI催生了許多應用機會，國產FPGA廠商已經快速切入，搶占應用端的先機，這必將有利于國產芯片在市場的檢驗中不斷地提升自己，成為5G和AI新興應用的參與者和受益者。

高云2019年業績翻倍，2020年新項目猛增達數百個

2019年對許多國產FPGA廠商來說都是非常重要的一年，也是成長最快的一年，高云也不例外，2019年高云的營收是上一年的兩倍多，躋身國產FPGA前三的行列。

高速的發展是客戶的高度認可，黃俊表示，2020年疫情期間以來，他們的客戶項目增加明顯，達到了數百個。這說明，盡管全球半導體不太景氣，外部環境疲弱，但FPGA市場的后勁非常足，出貨量會在接下來的眾多項目中釋放。

可以看到，高云半導體在FPGA產品和技術上進行了布局，在市場端已經擴散到各個領域，未來的增長將非常可觀。黃俊認為，技術突破并不是憑空而來，國產FPGA要想發展，與應用端的結合很重要，尤其是EDA軟件的研發需要來自用戶的反饋才能更好的進行優化和升級。貼近本土和工程師需求，貼近應用落地，是我們國產廠商的優勢，同時，借力新機會的出現，換道超車的“靈活”比彎道超車的“硬杠”更可行。

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