电子行业专题报告：国产FPGA研究分析.doc

国产FPGA研究专题报告

总结

总结

?AI芯片主要分为CPU、GPU、FPGA以及ASIC。其中以CPU、GPU、FPGA、ASIC的顺序，通用性逐渐减低，但运算效率逐步提高。FPGA作为专用集成电路领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

?国产厂商在中高密度FPGA的技术水平与国际领先厂商相比，在硬件设计和软件方面还有一定的差距。目前活跃在市场的国产FPGA产品中，多以中低密度产品为主，对于国内大部分的中高低密度的FPGA，其架构都逃不开LUT+布线的概念，具体到产品，各自侧重的技术、IP乃至相应的应用市场也都是各有针对性。

?FPGA主要应用在AI、自动驾驶、5G通信、工业物联网、数据中心5个方面。FPGA具有可重构、可定制的优势，成本低于完全定制化的ASIC，但比通用型产品拥有更大的并行度。

?建议关注相关产业链标的：复旦微（A20528）、紫光国微（002049）。

?风险提示：半导体周期持续下行，贸易摩擦拉长周期下行的时间；行业竞争环境加剧；制造过程中核心设备和原材料遭到禁运，对生产造成不利影响。

各类AI芯片对比FPGA

各类AI芯片对比

FPGA

AI芯片主要分为CPU、

AI芯片主要分为CPU、GPU、FPGA以及ASIC。其中以CPU、GPU、FPGA、ASIC的顺序，通用性逐渐减低，但运算效率逐步提高。

FPGA，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

各类AI芯片对比

方正电子对算力的需求

方正电子

CPUGPUFPGAASIC

CPU

GPU

方正电子摩尔定律轨迹

方正电子

灵活性效率方正电子

灵活性

效率

数据来源：方正证券研究所

FPGA产业链FPGA

FPGA产业链

设备材料EDAIP

北方华创

华大九天芯愿景

蓝海博达

广立微

奥卡思

芯和

芯原微

寒武纪

ARM

楷登电子

...

芯动科技

华夏芯

Synopsys

CEVA

中微公司华峰

中微公司

SynopsysCadence

MentorGraphics

ACM

AMAT

AMSL

设计制造封测

高云半导邀格芯微紫光同创

高云半导

邀格芯微

紫光同创

安陆信息

联捷科技

傲睿智存

中芯国际

长电科技

通富微电

华天科技

深维科技

智多晶复旦

智多晶

日月光安靠

日月光

安靠

赛灵思

台积电

台积电

格芯

MicrosemiLattice

数据来源：各公司官网产品列表，方正证券研究所整理

FPGA凭借可编程灵活性在5G和AI领域有广泛应用FPGA特性FPGA

FPGA凭借可编程灵活性在5G和AI领域有广泛应用

FPGA特性

FPGA

芯片特性

可编程灵活性高成本较高功耗较大编程设计难度大

可编程灵活性高成本较高

功耗较大

编程设计难度大

开发周期短

并行计算效率高

应用

应用方向

数字信号处理/数学计算方向

SOPC

深度学习方向

应用市场自动驾驶数据中心

应用市场

自动驾驶

数据中心

工业互联网

无线通信

AI

FPGA在5G和AI领域中的广泛应用

1.FPGA可编程的核心特性与5G无线网络对灵活性、性价比和智能化的需求不谋而合。很多通信业务的应用场景是需要随时升级的，与FPGA相比，ASIC的灵活性不够，无法跟上算法的迭代更新。因此选择FPGA是一个更好的选择。

2.目前人工智能市场主要来自于“训练”的需求，但是自2019年开始来自“推断”（包括数据中心和边缘端）的需求将会持续快速爆发式增长。基于CPU的传统计算架构无法充分满足人工智能高性能并行计算的需求，

FPGA是低功耗异构芯片，开发周期快，编程灵活，人工智能领域的解决方案目前正从软件演进到软件+芯片。

数据来源：方正证券研究所

FPGA全球格局：两大两小

FPGA全球格局：两大两小

FPGA全球FPGA市场规模：17年67.5亿美元，预计2020年，CAGR为8.28%，预计2020年可达到84亿美元;

FPGA

全球FPGA竞争格