电子行业从复旦微电看行业发展趋势：复旦微电FPGA本土领军者-210803（21页）.pdf

1、成长业务一：FPGA，高毛利业务FPGA 是否在半导体领域属于一个好的赛道?FPGA 又称现场可编程门阵列，类似于万能积木。FPGA 是在硅片上预先设计实现的具有可编程特性的集成电路，用户在使用过程中可以通过软件重新配置芯片内部的资源实现不同功能。FPGA 类似于集成电路中的积木，用户可根据各自的需求和想法，将其拼搭成不同的功能、特性的电路结构，以满足不同场景的应用需求。FPGA 是逻辑电路的一个细分赛道，与之比较的是 CPU、GPU、ASIC。半导体分为集成电路、光电子器件、分立器件、传感器等行业;其中，集成电路分为逻辑电路、模拟电路、存储器、处理器等。FPGA 属于逻辑电路之一，2018

2、年全球市场规模为 63 亿美元，占比集成电路市场 1.3%，占比逻辑电路 5.8%。FPGA 芯片利润空间较大。相对 CPU、GPU、ASIC 等产品，FPGA 芯片利润率较高。根据招股书，中低密度百万门级、千万门级 FPGA 芯片研发企业利润率接近 50%(可参考iPhone 毛利率接近 50%的水平)。高密度亿门级 FPGA 芯片研发企业利润率近 70%。行业未来的发展在于哪?通信、消费电子、汽车电子是 FPGA 的主要应用场景，占比总需求 80%以上。FPGA 在某些领域具有不可替代性，未来 5G、AI、汽车驱动增长，带来行业的扩容。1)FPGA 在通讯领域中应用广泛，得益于其灵活性、低

3、延时性，在通讯协议经常变化和升级的情况下具有独特优势。由于 5G 通讯对基站射频芯片的连接速度、低延时、连接密度、频谱带宽的要求更高，且新增 Massive MIMO(大规模天线整列)技术、云 RAN、新的基带和 RF 架构等 5G 关键技术，拥有较长的迭代升级过程和较大的技术不确定性。这使得市场很难快速推出成熟的 5G ASIC 芯片，从而为 FPGA 在 5G 领域的运用提供了较长的时间窗口。因此，在整个 5G 系统方案稳定运行前，FPGA 是更加理想的解决方案。如赛灵思，其 2021 财年的年度报告披露，有线与无线板块整体在其收入中的占比为 30%。5G 时代下的 FPGA 量价齐升。在

4、数量方面：一方面，通信基站数量增多带动 FPGA零部件用量提高，预计未来市场建设量为千万级别。另一方面，5G 单基站 FPGA 用量较4G 基站更大，由于 5G 大规模天线整列的高并发处理需求，单基站 FPGA 用量有望从 4G时期 2-3 块提高到 5G 时期 4-5 块，一定程度带动 FPGA 整体用量。在单价方面：FPGA主要用在收发器的基带中，5G 时代由于通道数的增加，计算复杂度增加，所用 FPGA 的规模将增加，由于 FPGA 的定价与片上资源正相关，未来单价有望进一步提高。2)得益于并行性、低延时性的优势，FPGA 在 AI 加速卡领域应用广泛。FPGA 在人工智能领域处理效率及

5、灵活性具有显著优势，与 GPU 相比，FPGA 具备明显的能效优势，即相同性能下 FPGA 的单位能耗更低;与 ASIC 相比，ASIC 的灵活性不足，而 AI 神经网络演进的速度较快，ASIC 无法跟上算法的迭代更新。通常情形中，FPGA 会与 CPU 搭配，起到 CPU 加速卡的作用，即把 CPU 的部分数据运算卸载至 FPGA，将部分需要实时处理/加速定制化的计算交由 FPGA 执行。无论是赛灵思还是英特尔，其 FPGA 在数据中心运算方面的产品形态均为加速卡，在服务器中与 CPU 进行配合。全球竞争格局明确，由四大巨头 Xilinx，Intel(收购 Altera)、Microchip、Lattice垄断。2020 年 Xilinx 全球份额 52%，Top1 集中度仅次于 PC CPU、GPU 市场。本土厂商包括复旦微、同创、国微电子、成都华微电子、安路科技、智多晶、高云半导体、京微齐力等，目前尚未能与上述公司同台 PK。