FPGA：人工智能高算力芯片，龙头强者恒强
FPGA：人工智能高算力芯片，龙头强者恒强，fpga在人工智能领域的优势
人工智能技术的蓬勃发展和广泛应用，导致对高性能计算能力的需求空前旺盛。
人工智能芯片作为行业的核心组件，其价格也随之攀升，成为科技产业的新增长点。
随着AI模型复杂度的增加和参数量的指数级扩张，对计算能力的要求不断提高。
例如预计在2024年底至2025年发布的GPT-5，其参数量将是GPT-3的100倍，所需算力为GPT-3的200-400倍。
由于高性能AI芯片在满足这种日益增长的算力需求方面具有不可替代的作用，算力快速增长需求下，芯片供给的不确定性有望提升芯片价格提升。
人工智能芯片主要有CPU、GPU、FPGA及ASIC。
作为加速计算的分支，人工智能领域要求低延时性和并行性。
FPGA在人工智能领域有高处理效率和灵活性的优势。
与ASIC等其他竞品来看，FPGA灵活性更强、系统扩展性较好、并行运算加速表现出色，且FPGA产品的开发周期相对较小，又能够与CPU搭配起到加速卡的作用。
在相同性能下比GPU的单位能耗低，因此FPGA在人工智能领域是更优选择。
目前，CPU+FPGA+AI或者CPU+FPGA+GPU融合架构的PSoC芯片兼具了SOC的灵活性和通用性、FPGA的硬件可编程性和专用AI加速核或GPU的的高效性，有极好的能效加成，因而逐渐成为主流发展趋势。
Frost&Sullivan预计全球FPGA市场规模将从2021年的68.6亿美元增长至2025年的125.8亿美元，年均复合增长率约为16.4%。
FPGA称为现场可编程门阵列，基本结构包括可编程输入输出单元和可配置逻辑块等。
基于其结构，用户可根据自身的需求进行重复编程重组电路，具有高度实时性和灵活性，可以同时进行数据并行和任务并行计算，在处理特定应用时有更加明显的效率提升，可以实现底层硬件控制操作技术，为算法的功能实现和优化留出了更大空间。
可编程带来的配置灵活性使其能更快地适应市场，具有明显的实 用性。随着开发者生态的逐渐丰富，适用的编程语言增加，FPGA 运用将会更加 广泛。
FPGA芯片使用功能没有固定，用户根据自身需求使用EDA软件对FPGA芯片进行功能配置，同时每个FPGA芯片均可实现多次配置，来实现不同功能。
FPGA所处半导体行业的位置图示：
FPGA产业链较为复杂，FPGA制造商对上下游企业议价能力较强。
行行查 | 行业研究数据库 资料显示，FPGA产业包括底层算法设计企业、晶圆代工厂、专用材料及设备供应商等上游企业，FPGA芯片制造商、封测厂商等中游企业以及视觉工业厂商、汽车厂商、通信服务供应商、云端数据中心等下游企业。
整条产业链较为复杂，IBM、台积电、Intel、华为、腾讯等国内外知名企业均参与其中。其中产业链中游龙头FPGA企业在全球市场占据垄断地位，且对上游软硬件供应商和下游客户企业议价能力较强。
目前，FPGA 市场基本上全部被国外 Xilinx、Altera(现并入 Intel)、Lattice、 Microchip 四家占据。
其中，Xilinx 和 Altera 两大公司对 FPGA 的技术与市场占据 绝对垄断地位，占据了近 90%的市场份额。
国内研究 FPGA 芯片的公司有复旦微电、紫光国微和安路科技等。
复旦微电是高可靠FPGA 技术领先，率先推出亿门级FPGA 和PSoC 芯片；紫光国微是国内特种集成电路行业领先者，产品覆盖500 多个品种；安路科技是国内民用FPGA龙头。
国内复旦微电和紫光国微在特种FPGA领域已经陆续突破2xnm及1xnm，下游国产化率持续提升。
另外，根据Gartner 预测，军工、航天特种FPGA 市场稳定增长，占FPGA 市场整体份额维持在15%左右，FPGA 在航空航天和军事领域的应用越来越多，包括飞行控制、传感器接口和图像处理的无人机系统，军用雷达射频信号处理等。
另一方面FPGA下游最大应用领域为通信行业，占比超过40%，龙头厂商在通信领域验证加速，持续快速增长。
随着全球新一代通信设备以及人工智能与自动驾驶技术等新兴市场领域需求的不断增长，FPGA应用市场有望迎来高速成长机遇。
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