FPGA芯片行业报告（12页）

FPGA，主要由“可编程逻辑单元+输入输出单元+开关连线阵列”等三种功能单元构成。FGPA 通常由可编程的逻 辑单元(Logic Cell, LC)、输入输出单元(Input Output Block, IO)和开关连线阵列(Switch Box, SB)三种功能单元构成。 FPGA 的可编程性是通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现的，存储在存储器单元中查找表(LUT)值决定了 逻辑单元的逻辑功能以及各模块之间或模块与 I/O 间的联接方式，开关阵列能够通过内部 MOS 管的开关控制信号 连线的走向，因此用户可以通过对逻辑单元和开关阵列的编程，在 FPGA 内部形成不同逻辑电路，以满足所需功能。FPGA 和 CPU、GPU、ASIC 的等核心区别：其底层逻辑运算单元的连线及逻辑布局未固化，适用于底层算法需要 持续更迭的运算领域，例如人工智能算法优化。FPGA 芯片，其底层逻辑运算单元的连线逻辑布局并未固化。用户 可通过 EDA 软件对逻辑单元和开关阵列编程，进行功能配置，从而去实现特定功能的集成电路芯片。 

而其他类别逻辑芯片，像 ASIC、CPU 和 GPU 等，物理底层逻辑单元的运算关系均已固定且不可变。打个比方， 如果 ASCI、CPU 和 GPU 等是像建好的楼房，楼房中房间、走廊及楼梯等路线方式是已经固定了。而 FPGA 的内 部类似霍格沃兹中的魔法楼梯，可以随时改变房间到房间的路线关系。 并且 FPGA 不需要像 CPU 和 GPU 在软件应用层面的指令系统编译，对 FPGA 进行编程是使用硬件描述语言，并 直接编译烧录为晶体管电路的组合，即直接用晶体管电路实现用户的算法。因此 FPGA 方案芯片无需像传统芯片制 造需要流片，可以节约大量流片生产成本，也无需承担由流片带来的数个季度的时间成本。 由于 FPGA 是一种半定制芯片，具有现场可编程性，特别适用于需求物理运算逻辑需要持续更迭的应用领域，例如 人工智能算法优化、数据中心应用等。FPGA 下游应用市场广泛，随着 5G 技术的提升、AI 的推进以及汽车自动化趋势的演进，全球 FPGA 市场规模将稳 步增长。据 Market Research Future 数据，2018 年全球 FPGA 市场规模为 63.35 亿美元，预计 2025 年将增长至 125.21 亿美元，2018-2025 年平均复合增长率为 10.22%。随着 5G 技术的提升以及 AI 的推进，全球 FPGA 市场规 模将稳步增长。