近日，中國首款5G商用手機在京東和蘇寧正式開售，這也意味著國內5G商用正式拉開序幕，一場通信史上的重大變革也正在發生！

我們都知道，移動通信技術每10年都將迎來一次變革。相對于之前的通信技術，5G的重大意義在于“萬物互聯”，顛覆了傳統通信模式，由此也將衍生出更多的應用場景及商業機會。具體而言，5G技術將構建人、機、物三元融合的互聯，作為新一代信息通信基礎設施，承載著人工智能、自動駕駛、VR/AR、無人機等應用，成為下一輪科技浪潮的先驅。為此，5G也成為各國的爭相攻占的戰略高地。

然而，我國在FPGA芯片、射頻/模擬芯片、存儲、CIS、sensor、光芯片、高頻高速材料等核心芯片、元器件和材料方面還比較欠缺。特別是FPGA芯片，目前在通信領域應用方面國內基本依賴進口，在5G通信方面國外壟斷情況更加嚴峻。另據國內5G知名廠商透露，5G設備主板外圍都需要大量用到FPGA。雖然不同5G設備功能不同，需要的FPGA數量不盡相同，但是FPGA對于5G產業可以說是不可或缺的關鍵芯片！

FPGA（Field－Programmable Gate Array），即現場可編程門陣列，擁有大量的可編程邏輯單元，可以根據客戶定制進行針對性的算法設計。由于3GPP標準一直在演進，芯片開發的進度一般會滯后標準2年左右。為了在5G通信爭奪中保持領先，前期企業都需要用FPGA實現功能，規?；院笤儆?a href="http://www.3532n.com/tags/asic/" target="_blank">ASIC芯片替代。

另外，為了滿足5G通信的新需求，海量MIMO、云RAN、新的基帶和RF架構等大量新技術引入其中，而隨著接入設備的增加，大量的微基站也在興起，在網絡應用和運維通過較長時間達到最優之前，靈活的FPGA方案被寄予厚望，正在成為各大設備及系統廠商的首選。

相對于ASIC芯片而言，FPGA最大的優勢是可以重復編程，并且能夠執行ASIC的所有邏輯功能。在技術還未成熟階段，采用FPGA方案能夠降低成本與開發風險，加速新產品的上市進度搶占先機。特別是在5G初期，技術預演需要走在標準制定之前，考慮到后續標準制定過程中的變動性，FPGA幾乎成為了唯一的方案。在2015年世界移動大會上，中國移動就展示了其基于FPGA開發的5G基站原型平臺，為5G技術發展積累了大量經驗。

相對于4G而言，為了增強信號覆蓋及頻譜效率，大規模天線（Massive MIMO）是5G引入的關鍵技術之一。隨之而來收發通道數從16T16R提高到64T64R甚至128T128R，為了降低干擾及抑制噪音，需要對每個天線單元接受到的信號進行數字處理，在自適應波束成形中產生了大量的計算負載。

如果采用傳統的CPU和DSP芯片，將導致負載過重，FPGA在I/O 、運算速度及延遲上均具有優勢。目前在多通道波束成形中，雖然也有廠商選擇ASIC方案，但是FPGA更具有靈活性。

由于通信基站中負責實現通信協議中物理層、邏輯鏈路層的協議部分，每年都需要升級，特別適合FPGA可編程特性，幾乎每個基站中都有FPGA芯片。隨著5G時代的來臨，在標準還沒有完全凍結之時，運營商不可能立即更換基站設備，而是采用在原有基礎上升級的過渡方案，FPGA將在這一過程中必不可少。

除此之外，一個5G基站對FPGA需求量幾乎是一個4G基站需求量的兩倍，5G基站硅的價值量約為4G基站的1.7倍，FPGA的價值量比4G基站多大約1000美元的價值量。5G產業的發展，將成為全球FPGA產業新的增長引擎。另據Dell' Oro Group報告分析，未來五年5G 新空口大規模天線陣列收發器的出貨量將超過5000萬個，由此也將帶動FPGA使用量的“迅猛式”增長。

如果按照30%的占比來看，在電子通信應用領域，到2025年中國市場就能為FPGA提供超過13億美元需求，而國內企業在該領域的還幾乎是空白。在應用方面，除了原型設計、波束成形及基站協議升級之外，實際上FPGA在通信領域使用非常廣，在傳輸網和骨干網，數字信號調制和基帶處理、接口處理，DFE數字前端信號處理、接口轉換等領域都有應用。

而對于通信應用而言，由于需要處理大量的運算，千萬門級高性能FPGA是一個門檻。目前國內僅紫光同創推出了自主產權2000千萬門級高性能FPGA產品，填補了國內在中高端大規模FPGA市場的空白，但由于工藝和性能落后等因素，只可用于接口轉換、系統控制、報文協處理等普通通信應用場景需求。

作為移動通信領域又一個重大變革，5G技術和產業還僅僅邁出了第一步，FPGA在其技術演進中扮演者不可或缺的角色，而國內還處于空白狀態。全球5G的爭奪正變得愈發激烈，想要在5G領域真正領跑，不再受制于人，必須加大對國內FPGA產業的扶持力度，實現在高端領域的自主化。