“通訊行業是FPGA的主力戰場。”京微齊力創始人&CEO王海力同記者說道。隨著5G時代的到來，通訊行業也迎來了井噴式的發展，那么在未來，對于FPGA這類具備高靈活性的芯片來說，在5G的時代將有著怎樣的發展？

FPGA——5G通信的硬件載體

由于FPGA通過編程可以實現任意芯片的邏輯功能，例如ASIC、DSP甚至PC處理器等，被人成為“萬能”芯片，在通訊行業一直以來頗受歡迎。“早在5G以前，在原有的通訊基站設備中就已經運用到了FPGA芯片，這是由于FPGA是通訊行業天然的靈活的載體，相比較于CPU而言，有著高吞吐率、高帶寬、靈活可編程的特點。在終端的設備的運用上，相比GPU而言，具備低功耗的優勢，因此，FPGA在5G產業下依然可以成為很好的載體。”王海力說道。

紫光同創市場總監呂喆也認為，5G的到來將會給FPGA的發展創造更多的機會。與前一代相比，5G對通信網絡提出了更高的要求，比如100倍的數據速率、100倍的互聯設備數量，以及1000倍的網絡容量，5G網絡的典型特點包括高速度、泛在網、低功耗、低延時，以及更高的可擴展性、智能性和異構性。為滿足這些新的要求，5G網絡必須采用許多新的技術，比如海量MIMO，云RAN，新的基帶和RF架構，以及很多新協議的實現等，而這些新的技術存在不確定性和較長的優化和迭代過程，而且市場上短期內沒有形成統一的方案，在網絡應用和運維通過較長時間達到最優之前，都需要FPGA方案解決。另一方面，通信業務的很多應用場景是需要隨時升級的、接口轉換、5G新協議、FLEXE以太新協議、5G無線基帶算法、5G無線回傳、傳送CPE盒式設備、網絡處理器業務卸載等5G高端場景使用需求，這些都是FPGA的機會。

此外，呂喆認為，FPGA的靈活性、差異化、高性能、低延時、多I/O、高速接口等特點，在5G網絡的很多應用場景中是不可替代的，因此在較長時間內，5G通信設備中的許多需求，無法用固定、統一的芯片來解決解決。比如，5G通信的MIMO天線陣列和波束成形技術的出現，需要大量信號并行處理，而FPGA是解決這類需求的最理想的解決方案。由此可見，5G對于FPGA這類靈活性較強的芯片有著較強的依賴性。

國產FPGA快速成長出現契機

盡管在5G之前，FPGA已經在通訊行業大放異彩，但在是5G時代，FPGA發揮出了其更多特有的優勢。“首先，FPGA在5G中高帶寬能力表現的非常好，FPGA的帶寬能承載幾十G到幾百G，大量數據帶寬進來之后，FPGA能夠進行邏輯運算，再進行穩定輸出。其次，在5G中FPGA的低延時性體現得非常明顯，這是由于FPGA用的是硬件載體，而不是像CPU一樣的軟件載體。最后，5G中FPGA的靈活性主要體現在其高兼容性，這是由于，在5G設備中，同樣需要兼容3G、4G，在未來甚至兼容5Gplus或者6G，FPGA這種多標準多協議處理能力在5G設備中發揮得淋漓盡致。”王海力同記者說道。

呂喆認為，從產業進程來看，FPGA在5G通信商用初期顯得尤為重要。相對于核心網的標準化協議，5G通信將帶來物理層和邏輯層協議的不斷升級，各設備廠家為了搶占產品和技術的制高點，甚至在標準還未凍結之前就推出原型樣機甚至小批量，而這只有可靈活編程的FPGA可以做到。因此，在基站、基站控制、承載和傳輸等產品中將會用到大量FPGA器件。

由于國產FPGA發展起步較晚，技術與海外相比扔存在著較大差距，國內高端FPGA產品仍嚴重依賴進口。然而，隨著中國5G的大力發展，能否推動國產FPGA發展并打破海外技術的壟斷，成為了如今人們關注的焦點。在王海力看來，這并不是一個不可實現的目標，只是需要一些時間和機會。“我認為，在未來的5～10年中，中國的通訊行業若是能大量使用國產FPGA芯片，同時降低國產FPGA芯片的使用門檻，對于打破海外對于FPGA技術的壟斷將會有非常大的幫助。通訊行業占到了FPGA 30%～40%的市場占有率，然而在此之前都是美國的FPGA廠商在為國內通訊行業服務，但是中國廠商若能在建立5G基站的前期提供大量的支持，那么對于打破美國在FPGA行業的壟斷指日可待。”
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