FPGA（FieldProgrammableGateArray，现场可编程逻辑门阵列）是一种可经过重新编程来完成用户所需逻辑电路的半导体器件。

FPGA 硬件三大目标：制程、门级数及 SERDES 速率，配套 EDA 软件东西异样紧张。比力 FPGA 产品可以从技能目标动手。从 FPGA 外部布局来看，次要包罗：可编程输出/输入单位（I/O）、可编程逻辑块（LC）、 完备的时钟办理（CMT）、嵌入块式 RAM（BRAM）、布线资源、内嵌的底层功效单位和公用硬件模块等。

FPGA在公用ASIC的底子上开展而来，不光承继了ASIC的大范围、高集成度、高牢靠性等好处，同时克制了一样平常ASIC设计周期长、投资大、机动性差等缺陷，是庞大数字硬件电路设计的首选。

绝对于ASIC，FPGA具有3点上风：

1、可编辑，更机动

2、产品上市工夫短，节流了 ASIC 流片周期

3、制止一次性工程用度，用量较小时具有本钱上风。

1）机动性：经过对 FPGA 编程，FPGA 可以实行 ASIC 可以实行的任何逻辑功效。FPGA 的共同上风在于其机动性，即随时可以改动芯片功效，在技能还未成熟的阶段，这种特征可以低落产品的本钱与危害，在 5G 初期这种特征尤为紧张。

2）上市工夫：由于 FPGA 买来编程后既可间接利用，FPGA 方案无需等候三个月至一年的芯片流片周期，为企业夺取了产品上市工夫。

3）本钱：FPGA 与 ASIC 次要区别在 ASIC 方案有牢固本钱而 FPGA 方案简直没有，在利用量小的时分，FPGA 方案由于无需付出一次性百万美元的流片本钱，同时也不必承当流片失败危害，FPGA 方案的本钱低于 ASIC，随着利用量的增长，FPGA 方案在本钱上的上风渐渐减少，凌驾某一利用量后，ASIC 方案由于少量流片发生了范围经济，在本钱上更有上风。

4）技能趋向：制程迭代驱动 33 年开展，平台型产品是将来。

1985 年赛灵思创造 FPGA 以来，其容量进步了一万倍以上，速率进步了一百倍以上，代价和能耗减少了一千倍以上。遭到先辈制程迭代的推进，FPGA 的架构不停更新。1985 年，Xilinx 公司推出了环球第一款 FPGA 产品 XC2064，接纳 2μm 工艺，包括 64 个逻辑模块和 85,000 个晶体管，门数目不凌驾 1000 个。比拟 2016 年赛灵思公布的 VIRTEX UltraScale，16nm 制程，体系逻辑单位最高达378 万个。FPGA 制程迭代在进步算力的同时低落了功耗，减小了芯单方面积，推进了 FPGA 的功能提拔。

将来，在技能趋向上，制程迭代+平台产品将是将来产品开展偏向。凯发仍旧看好先辈制程带给 FPGA 的功能提拔，同时新的产品形状（平台型产品）的呈现让FPGA 功能有了进一步提拔的大概。

FPGA使用场景多

民用方面，FPGA在通讯、产业控制、人工智能等方面使用普遍。

通讯范畴，在通讯协议常常变革和晋级的状况下，市场很难疾速推出成熟的5G的ASIC芯片，得益于可编程的机动性以及低延时性，FPGA具有共同上风。

产业控制范畴，FPGA少量使用在视频处置、图像处置、数控机床等范畴完成信号控制和运算减速功效。人工智能范畴，FPGA会与CPU搭配，把CPU的局部数据运算卸载至FPGA，将局部必要及时处置/减速定制化的盘算交由FPGA实行，起到CPU减速卡的作用。

由于FPGA具有集成度高、设计周期短、投资小、机动性好的特点，因而在军工范畴的使用也较为普遍。在弹载方面，FPGA可举行数据的吸收和通报；

在机载方面，FPGA可完成数据收罗、发生各种信号、盘算以后飞机绝对当地吸收天线的方位和间隔、与DSP及时互换数据、上传报表等功效；

在军用门禁控制类方面，可用于职员的指纹辨认等事情；别的，FPGA还可以内置加密解密电路，经过对设置装备摆设数据举行不行逆加密，从而加密、解密数据。

细分板块需求增加，全体范围继续扩展

从环球市场来看，由于FPGA机动性高、开辟工夫短，其使用场景掩盖产业控制、网络通讯、数据中心等多品种型，市场范围不停扩展。

将来随着通讯市场的扩张，以及产业控制等范畴的继续发力，市场范围无望从2022年的79.4亿美元增加到2025年的125.8亿美元，3年CAGR为16.58%。

从国际市场来看，FPGA的利用场景可拆分为产业范畴、通讯、消耗电子、数据中心、汽车、人工智能等，市场范围无望从2022年的208.8亿元增加到2025年的332.2亿元，3年CAGR为16.74%。

从各个细分板块来看，通讯范畴是FPGA市场最紧张的构成局部。

一方面，FPGA芯片运算速率可以无效满意通讯范畴高速的通讯协议处置需求；另一方面，在通讯协议暂未标准，ASIC芯片不合适大范围遍及的状况下，FPGA芯片又可依托其高度的机动性以顺应通讯协议继续迭代。

现阶段，FPGA曾经开端在通讯行业大范围遍及，随着市场份额的扩展以及FPGA芯片在市场的不停推行，将来3年通讯范畴无望一直占有国际40%以上的市场份额，范围从2022年的86.7亿元增加到2025年的140.4亿元，3年CAGR为17.43%。

产业范畴方面，FPGA芯片普遍使用于视频处置、图像处置、数控机床等范畴完成信号控制和运算减速。

受害于产业智能化、无人化的开展，FPGA芯片高效能、高机动性、设计周期短的特点使其在产业范畴失掉了普遍使用。

别的，LED表现屏控制体系是必要交融盘算机控制技能、视频技能、光电子技能、通讯技能等多学科技能，主流的LED表现屏多以FPGA芯片或FPGA芯片与其他芯片联合，作为主控芯片。

数据中心是FPGA的新兴市场，用来在网络底子办法上通报、减速、展示、盘算、存储数据信息。

相比于CPU，FPGA的系统布局决议其可以同时提供壮大的盘算才能和充足的机动性；相比于GPU，FPGA具有低耽误及高吞吐的好处；相比于ASIC，FPGA在研发周期、功能、机动性等方面可以到达精彩的均衡。

在云盘算大面积使用的配景下，将来数据中心对芯片功能的要求进一步进步，FPGA芯片在数据中心芯片中的代价占比也将提拔。

FPGA卡保举

针对特定范畴和使用，凯发也推出了本人专业的FPGA板卡，以PCIe扩展卡的方法举行摆设，兼容国际外种种范例的体系和设置装备摆设，自主可编程，驱动代码自主设计且开源，具有FPGA可编程等特点，以顺应目的使用的必要。

凯发GXL-902E-V1.0是基于Xilinx以太网芯片XC7A50T的一款千兆双光口以太网适配器，支持PCIe x4接口，支持双SFP光口，预留FPGA编程接口，满意用户可依据实践情况举行定制化需求方案，可用于数据中心，宁静范畴数据收罗处置。尺度PCI Express全高板，实用于平凡办事器、事情站。 

作为减速云数据中心的紧张组件，FPGA卡曾经开端了它在数据中心范畴的普遍利用。除了像微软、亚马逊如许的大型云办事提供商之外，FPGA卡也渐渐开端进入其他范例和范围的数据中心，并在大数据处置、AI、网络功效减速等范畴饰演者紧张的脚色。

将来的智能硬件一定不是像智能手机一样的环球通用尺度品，而是会依据差别使用场景举行差别化细分。假如在产品设计中引入FPGA，充实借助其可编程的定制化上风，拓展机动创新的功效，则无望在智能硬件海潮中占有先机。