芯片，一個特別專業的領域，因為中美之間的貿易摩擦，走進大眾視野。在“華為風波”中，當海思亮出“備胎”的時候，國人除了興奮，更是新增了一層擔憂：哪些產品是我們就算早早準備，但技術差距還比較大？——FPGA! 答案躍然紙上。

對于FPGA而言，其最大的特點就是可重復編程，靈活性上高于專用芯片ASIC，性能和實時處理能力優于CPU，常用于設計及驗證環節，以此加速產品的上市時間。但是由于其采用了軟硬件一體化的架構，相對于CPU和GPU而言，編譯難度較高，應用開發門檻偏高，并不適合海量應用。由于國外企業起步較早，Xilinx和Altera兩大巨頭已經占據了90%的市場份額，并且和Lattice、Microsemi等公司通過近9000項專利構筑了牢固的知識產權壁壘，對于后進入者設定了重重障礙，這也是鮮有公司進入FPGA領域的重要原因。

直至2010年左右，隨著FPGA部分專利技術開始到期，我國才出現了幾家采用正向設計的FPGA企業。但是此次全球FPGA產業格局已經基本確定，國內企業自成立之初，便面臨著強大的生存挑戰。據最新數據顯示，2018年全球FPGA市場約為60億美元，中國市場占比30%以上，Xilinx、Altera和Lattice幾乎完全壟斷了中國市場，國產廠商占比非常低。

雖然說在硬件設計上，通過架構的創新可以繞開國外巨頭的技術封鎖，但是在高端EDA軟件方面，我國依然嚴重依賴國外公司，因此也限制了國內FPGA產業的發展。實際上也是如此，在經過近20多年發展，國內企業仍只能夠完成低密度產品的設計和制造，離數億規模的高端產品還相差甚遠。

首先在特殊應用領域，雖然說FPGA的使用量占比不大，但是對于產品的安全性和可靠性要求異常嚴苛，涉及到國家安全，廣泛應用于航天、航空、電子、通信、高端波束形成系統等領域。據相關統計顯示，國內90%的大型電子設備都要用到FPGA。

以大型相控陣系統為例，需要通過不同的T/R組件構成處理單元，對信號進行放大、移相、衰減等，每個單元中都需要一個FPGA。而在一個相控陣系統中，這樣單元數量往往達到數千個。如果不能夠實現自主化，除了在供應上受制于人之外，還帶來巨大的安全隱患。

其次是FPGA最大的目標市場通信領域，目前全球正處于4G向5G發展的階段。根據天風證券數據，一個5G基站對FPGA需求量幾乎是一個4G 基站需求量的兩倍，使得FPGA的價值量比4G基站多大約1000美元。而隨著海量MIMO、云RAN、RRU/BBU的重構等，使得通信產業將經歷較長時間的優化和迭代過程。

由于FPGA具有可編程特性，非常契合這一迭代過程，只需要升級通信協議即可滿足迭代需求，在端到端網絡線卡的包處理方案、背板互連，網絡接口的幀生成器和MAC層通信管理 ，粘合邏輯、I/O擴展，光傳輸，信源和信道編碼 ，數字調制和擴頻，CFR (Crest Factor Reduction) 峰值因數抑制，DPD (Digital Pre-Distortion) 數字預失真等方面都有巨大的應用潛力。

與此同時，在新興應用芯片設計方面，FPGA早已經被證實是芯片設計驗證階段的首先方案。目前國內人工智能等新興產業發展迅猛，為了快速實現產品上市和降低研發風險，企業往往通過采購國外高端FPGA進行驗證及仿真，以提升芯片流片的成功率。

但是，在人工智能、自動駕駛、5G等新興應用領域，國內高端FPGA產品仍嚴重依賴進口。在中美科技競爭頻繁發生的背景下，如果不加大力度發展自主FPGA產業，未來在高科技領域也將受制于人。由于FPGA行業技術門檻高、國內專利人才缺乏、投資回報周期很長、風險高等因素，資本市場對FPGA關注相對較少，國內FPGA企業普遍面臨著“生存挑戰”，國內企業在軟硬件投入方面往往力不從心。

據公開資料顯示，中國領軍企業紫光同創每年科研投入已超過2億元，但與全球領軍企業Xilinx每年5億美金的科研投入相比，還差距太大！面對國外企業在技術和生態方面的壟斷，單靠國內個別企業力量想要實現FPGA的突破，幾乎是不可能完成的任務。

而對于應用端而言，面對貿易競爭的不確定性，應該更為積極地采用國產FPGA產品，以保障供應鏈的安全性。企業可以采用“雙供應鏈”的策略，逐步導入國產FPGA產品，以此加速國內FPGA產業進入正循環。根據統計數據顯示，中國FPGA市場規模已經達到18億美元，相當于120億人民幣規模。其中，政府部門國產應用率還不足30%，商用市場國產占有率更是可以忽略不計。對于國產FPGA產業而言，除了持續不斷的投入之外，還需要通過政府采購、鼓勵企業使用等措施，加快國產產品更新迭代的進程。只有真正的“用起來”，國內FPGA產業才能邁出關鍵的第一步！