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國產(chǎn)存儲廠商如何搶占全球存儲產(chǎn)業(yè)鏈高價值節(jié)點?

發(fā)布時間:2024-01-12   瀏覽次數(shù):604次

轉(zhuǎn)載于公眾號:國際電子商情

根據(jù)世界半導體貿(mào)易統(tǒng)計組織(WSTS)公布的最新半導體市場統(tǒng)計和預測數(shù)據(jù),受惠于生成式AI爆發(fā)帶動高性能計算和邏輯芯片的需求急增,加上存儲器需求逐步回暖,預計2024年全球半導體銷售額將增至5,883.64億美元,年增長13.1%,這將超越2022年的5,740.84億美元,創(chuàng)歷史新高。


全球半導體市場統(tǒng)計和預測數(shù)據(jù)。來源:世界半導體貿(mào)易統(tǒng)計組織(WSTS)

存儲芯片將是半導體營收增長的主要驅(qū)動力。WSTS預測,2024年存儲器銷售額將達到1,297.68億美元(超過2022年水平),暴增44.8%,占據(jù)整個半導體市場的22%。就地域市場而言,包括中國在內(nèi)的亞太地區(qū)市場2024年銷售額將達到3174.55億美元,年增長12%,占全球市場的54%。

從以上數(shù)據(jù)可以看出,存儲器和中國市場將是2024年半導體廠商競爭的主戰(zhàn)場。最近美光與福建晉華達成和解就是最好的證明。美光營收的1/4來自中國市場,如果中國政府出于網(wǎng)絡安全考慮而對美光存儲產(chǎn)品實施限制的法令繼續(xù)執(zhí)行下去,勢必對美光在中國乃至全球市場的業(yè)績造成嚴重影響。最近半年美光頻繁向中國市場示好,包括CEO訪華、追加西安工廠的投資,以及最近與福建晉華和解,這一切的背后都是存儲器市場復蘇和中國市場舉足輕重的利害關系。

這對中國本土存儲器廠商來說無疑是利好消息,不光福建晉華有望恢復正常運營,從長江存儲和長鑫存儲等國產(chǎn)存儲器IDM廠商、兆易創(chuàng)新和北京君正等存儲芯片設計企業(yè),到江波龍和佰維等存儲產(chǎn)品品牌廠商,都將受益于全球半導體市場的復蘇。

那么,國產(chǎn)存儲器廠商如何把握機會,在國內(nèi)和國際雙循環(huán)的大環(huán)境下爭搶存儲器產(chǎn)業(yè)鏈高價值節(jié)點,爭取在全球市場擁有更大話語權呢?在深入分析國產(chǎn)存儲器廠商的優(yōu)劣勢和可行策略之前,讓我們先看一下全球存儲產(chǎn)業(yè)鏈的價值金字塔結(jié)構。

全球存儲器價值鏈金字塔

就像食品行業(yè)的大米和小麥一樣,半導體行業(yè)的存儲器是一種“commodity”。雖然不像CPU或MCU等邏輯芯片那樣是整個電子系統(tǒng)的核心,但存儲器用量很大(無論DRAM還是NAND Flash),因此全世界有很多廠商競相爭搶這一特殊的市場。從價值創(chuàng)造的角度來看,我們可以將全球存儲器行業(yè)以一個五層的金字塔來展現(xiàn),每層的代表廠商類別大致如下:

1.IDM廠商:從研發(fā)、設計、制造工藝和最終存儲產(chǎn)品的垂直整合一條龍服務廠商,這樣的玩家全球范圍內(nèi)就沒有幾家。韓國的三星站在整個金字塔的最頂端,在DRAM和NAND Flash這兩大存儲器類別都是絕對的領導者。IDM第二梯隊廠商包括韓國的海力士、美國的美光和西部數(shù)據(jù)、和日本的鎧俠;第三梯隊廠商包括中國臺灣的華邦、南亞科、力積電、旺宏電子,以及中國大陸的長江存儲和長鑫存儲。

2.Fabless廠商:沒有巨額投資興建晶圓廠,但依托純晶圓代工廠商的制造能力及第三方封裝測試廠商(OSAT),專注于存儲芯片設計的公司。雖然無法跟IDM廠商直接競爭,但在小容量DRAM和利基型閃存等細分市場還是有很多機會的。以中國大陸的Fabless公司為主,其中包括兆易創(chuàng)新、北京君正(通過收購ISSI)、紫光國微、東芯半導體、普冉半導體、聚辰半導體(EEPROM)、恒爍半導體,以及芯天下等。

3.主控芯片廠商:閃存主控芯片(Flash Memory Controller)管理存儲在閃存中的數(shù)據(jù),并與計算機或電子設備進行通信。固態(tài)硬盤(SSD)、eMMC和UFS最核心的部分就是閃存顆粒和主控芯片。對于DRAM,內(nèi)存接口芯片是內(nèi)存模組(內(nèi)存條) 的核心器件,作為CPU 存取內(nèi)存數(shù)據(jù)的必由通路,其主要作用是提升內(nèi)存數(shù)據(jù)訪問的速度及穩(wěn)定性,以匹配CPU 日益提高的運行速度及性能。存儲接口和主控芯片廠商包括:美國的美滿電子;中國臺灣的慧榮、群聯(lián)、點序科技;中國大陸的慧憶微電子、瀾起科技、德明利、英韌科技、得一微電子、聯(lián)蕓科技、國科微、大唐存儲和特納飛等。

4.存儲芯片封測廠商:存儲芯片IDM廠商一般有自己內(nèi)部的封裝測試工廠,但無論IDM還是Fabless廠商,都依賴第三方封測提供商(OSAT)的專業(yè)和低成本制造能力。處于存儲器價值鏈第四層,能夠提供存儲芯片封裝測試服務的廠商包括:中國臺灣的日月光集團(ASE)、力成科技(PTI)、華泰電子(OSE)、京元電子;中國大陸的長電、華天、通富微電、深科技等。

5.存儲模組/成品廠商:為PC、手機、物聯(lián)網(wǎng)設備和各種電子產(chǎn)品提供存儲產(chǎn)品和解決方案的廠商很多,包括存儲模組和存儲產(chǎn)品品牌廠商。這類廠商處于價值鏈金字塔的第五層,離市場和客戶最近,其在整個存儲器市場上的價值同樣是不可或缺的。全球范圍內(nèi),獨立的存儲模組和存儲產(chǎn)品公司包括:美國的金士頓、希捷和SMART;中國臺灣的威剛(ADATA)、創(chuàng)見(Transcend)、PLEXTOR、宜鼎國際(innodisk);中國大陸的江波龍、朗科、佰維、大為創(chuàng)芯、銓興、時創(chuàng)意電子、嘉合勁威、億恒創(chuàng)源(MEMBLAZE)等。


全球存儲器價值鏈金字塔。(來源:AspenCore/China Fabless 100)

國產(chǎn)存儲模組和存儲產(chǎn)品品牌廠商的競爭優(yōu)勢和策略

在前面描繪的全球存儲器價值鏈金字塔中,處于最底層的存儲模組和存儲產(chǎn)品廠商最多,同質(zhì)化嚴重,市場競爭也最為激烈,而且國產(chǎn)存儲器廠商扎堆在這個細分市場上。如何從這個紅海中殺出一條血路,逐漸往更具吸引力的高價值層進發(fā)呢?

我們就以注重存儲品牌和技術能力建設的江波龍最近的一系列舉措來看一下國產(chǎn)存儲廠商的市場競爭戰(zhàn)略和戰(zhàn)術實施吧。

一、自研存儲主控芯片和SLC NAND Flash芯片

據(jù)悉,江波龍專門負責存儲器主控芯片研發(fā)的上海子公司慧憶微電子,目前已經(jīng)開發(fā)出兩款控制器芯片,分別是eMMC5.1 控制器芯片WM6000和SD6.1控制器芯片WM5000。這兩款芯片采用三星28nm工藝,基于自研的LDPC算法,支持SRAM檢錯,讀寫性能和業(yè)界同類產(chǎn)品相比有明顯優(yōu)勢。

江波龍自研主控芯片并非為降低成本而替換目前的第三方主控芯片,而是為了通過主控芯片實現(xiàn)存儲產(chǎn)品的差異化, 滿足終端客戶的需求,以提升在存儲器市場與第一梯隊廠商競爭的能力。例如,江波龍從IDM廠商購買存儲晶圓,最終開發(fā)出的存儲器產(chǎn)品就很難在價格上與IDM廠商競爭,只能通過定制化的封裝測試,或者在主控芯片上進行新功能開發(fā)和性能優(yōu)化,從而提供更加符合終端客戶特定應用需求的差異化產(chǎn)品和服務。

同時, 江波龍也已經(jīng)推出了數(shù)款不同容量的自研SLC NAND Flash存儲芯片產(chǎn)品,目前均已實現(xiàn)量產(chǎn),最大容量達到8Gb, 累計出貨量超過1000萬顆,與公司既有的產(chǎn)品線形成協(xié)同效應,增強了公司向客戶提供一體化存儲方案的能力。

二、補齊存儲芯片封測短板

臺灣力成科技(PTI)是全球領先的半導體封裝、測試和芯片檢測服務廠商,尤其擅長存儲芯片的封測, 是全球最大的獨立存儲芯片封測企業(yè)。力成蘇州是力成科技在大陸的半導體封測工廠,擁有600多名員工,主要業(yè)務包括芯片封裝、測試及貼片,主要產(chǎn)品涉及閃存芯片、內(nèi)存芯片及邏輯芯片,年封測產(chǎn)能超過5.5億顆。力成蘇州的前身為超微半導體和飛索半導體,擁有20年以上的封測量產(chǎn)經(jīng)驗,是國內(nèi)較早擁有12吋晶圓生產(chǎn)技術及多層晶片疊封技術的先進封裝企業(yè),擁有先進的封測設備、防呆系統(tǒng)及柔性化的高效生產(chǎn)能力(SiP、FCBGA、uMCP、8D eUFS等),可為客戶提供完善的半導體后段供應鏈建置及全方位高品質(zhì)封裝測試服務。

江波龍以1.32億美元的出價收購了力成蘇州70%的股權,并將公司更名為“元成科技(蘇州)有限公司”。除了財務并入江波龍報表及持續(xù)得到臺灣力成的技術支持外,元成蘇州(Longforce)還將進一步加大在研發(fā)和封裝測試工藝上的投入力度,引進業(yè)內(nèi)高端封裝測試設備和優(yōu)秀人才,持續(xù)提升封裝測試技術能力。同時,元成蘇州還將從過去單純的工廠升級為擁有獨立研發(fā)、市場和業(yè)務拓展能力的半導體廠商,除了滿足江波龍的封測需求外,也將獨立對外承接封測業(yè)務。

三、進入全球市場和Tier 1 OEM供應鏈

如果收購力成蘇州是為了補強江波龍在國內(nèi)存儲芯片封測能力的話,那么收購SMART巴西工廠則是為了擴展江波龍在美洲市場甚至全球市場的存儲芯片封測能力。NASDAQ上市公司SGH的全資子公司SMART巴西是三星在南美的合作封測工廠,擁有一個研發(fā)中心、一個年產(chǎn)1.5億顆存儲芯片的封測車間,以及一個年產(chǎn)700萬內(nèi)存模塊的SMT組裝產(chǎn)線。除了服務三星以外, 據(jù)了解巴西的Dell和HP等全球知名品牌都是SMART巴西的客戶。

江波龍以1.68億美元收購了SMART巴西81%的股權,并將其改名為Zilia Technologies(中文名稱為智憶巴西)。除了獲得存儲芯片和模塊封測產(chǎn)能外,江波龍還將更好地服務巴西、南美甚至整個美洲市場,并由此進入全球一流電子和電腦OEM廠商的存儲器供應鏈體系。更進一步,筆者認為江波龍未來也可以立足巴西,為國產(chǎn)OEM提供海外存儲供應鏈解決方案。

最近在查閱江波龍的最新資料,發(fā)現(xiàn)其多次強調(diào)TCM模式。據(jù)了解,TCM模式是一種“技術 合約 制造”的商業(yè)模式,即利用江波龍在存儲固件算法、主控芯片、存儲芯片封測及存儲產(chǎn)品組裝和測試方面的技術積累和客戶服務能力,將存儲產(chǎn)業(yè)鏈上相關價值節(jié)點有機整合起來,為全球主要客戶提供定制化且具有競爭力的存儲產(chǎn)品、解決方案和個性化服務。

舉例來說,江波龍可以與國產(chǎn)閃存頭部企業(yè)長江存儲合作,或是其他的存儲晶圓原廠,通過TCM模式,為全球主要的手機廠商提供高價值的嵌入式存儲產(chǎn)品和服務。很多存儲晶圓原廠雖然也有嵌入式存儲產(chǎn)品,但卻難以滿足手機廠商多達上百種手機型號的嵌入式存儲需求,尤其是手機廠商對于嵌入式存儲產(chǎn)品的一些定制需求。江波龍的TCM價值就在于可以根據(jù)手機廠商對存儲器的不同需求,挑選合適的存儲晶圓,通過自家的存儲芯片封測和測試產(chǎn)線,配合自研的主控芯片及固件算法,來優(yōu)化針對手機應用特性的最佳組合,從而滿足客戶對存儲性能、成本、可靠性以及穩(wěn)定供應等方面的多元化需求。

2023年對江波龍而言充滿了坎坷和挑戰(zhàn),而這一年也正是江波龍從“存儲模組廠”向“半導體存儲品牌公司“轉(zhuǎn)型的元年。除了在自有品牌和自研芯片上投入,如上文所言,2023年江波龍在封測能力和海外供應鏈上補齊了短板,如同特斯拉收購豐田加州弗雷蒙工廠,將特斯拉技術融合到豐田制造和質(zhì)量體系,再在上海臨港建超級工廠,隨后將此模式復制到德國、墨西哥和美國德州,形成強悍競爭力。江波龍收購力成蘇州和SMART巴西 ,并非要涉足OSAT封測代工領域,而是為了提升江波龍產(chǎn)品競爭力,并使其成為TCM模式的重要組成部分和關鍵基礎。

除江波龍外,也有其它國產(chǎn)存儲模組廠商認識到自身的不足,把握市場機會而進入存儲芯片控制器和芯片封測領域,以期擺脫國產(chǎn)廠商的自相殘殺局面,從而走向產(chǎn)業(yè)鏈高價值節(jié)點。這是一個痛苦的過程,不但要改變固有的存儲模組廠思維,而且需要借助資本運作和品牌經(jīng)營理念來制訂和實施可行的市場策略。

四、完善存儲產(chǎn)業(yè)鏈布局,加強核心競爭力

近年來,江波龍一直對固件算法開發(fā)、存儲芯片測試、封測設計與制造、存儲芯片設計等核心競爭力進行多向布局。2019至2021年,江波龍先后投資建設中山存儲產(chǎn)業(yè)園和上??偛浚蛟鞌?shù)據(jù)中心存儲專線和高端研發(fā)綜合體,為企業(yè)級、車規(guī)級、工規(guī)級等高可靠、嚴要求的存儲產(chǎn)品提供源頭技術支撐。2022至2023年,上文提及的兩起收購,則進一步提升存儲芯片封裝測試能力和產(chǎn)能利用率,同時將業(yè)務范圍從本地輻射至全球,縮短國際市場的距離,實現(xiàn)客戶服務的更優(yōu)路徑;此外,自研主控芯片補充了存儲產(chǎn)業(yè)鏈重要一環(huán),該業(yè)務有望成為江波龍強有力的市場“進攻點”。

據(jù)悉,元成蘇州以嵌入式存儲芯片和存儲卡封測制造為主,中山存儲產(chǎn)業(yè)園則定位為固態(tài)硬盤、內(nèi)存條、USB產(chǎn)品的生產(chǎn)測試中心,為TCM模式的制造供應能力服下“定心丸”。


江波龍先進制造能力(來源:江波龍微信公眾號)

回顧前文提到的價值鏈金字塔,目前江波龍除了存儲IDM無法實現(xiàn),金字塔剩余的四層業(yè)務已經(jīng)全部打通,這在存儲行業(yè)中鮮有企業(yè)做到,我們從下圖中也不難理解其產(chǎn)業(yè)布局和TCM模式所帶來的價值體現(xiàn),同時也是區(qū)別于其他存儲產(chǎn)品品牌廠商的關鍵優(yōu)勢。


結(jié)語

存儲器具有比半導體整體市場更加明顯的周期性,一般都是在半導體市場衰退早期即進入下行周期,但也是率先從衰退期走出而實現(xiàn)快速復蘇的細分市場。鑒于存儲器這種明顯的周期性波動,像三星這樣的存儲器大玩家都是在市場還處于衰退期時就開始大力投資新的存儲技術和產(chǎn)能,等整體市場恢復增長時就可以準確把握住增長的好時機而發(fā)展成為產(chǎn)業(yè)領導者。

像江波龍這樣的國產(chǎn)存儲廠商,盡管在業(yè)務上與存儲IDM企業(yè)有所不同,但仍然可以通過前瞻性的策略和戰(zhàn)略性布局實現(xiàn)快速成長,打造IDM-lite的模式, 實現(xiàn)一站式服務能力, 從而發(fā)展成為具有國際競爭力的先進半導體存儲品牌企業(yè)。期待以江波龍為代表的中國存儲器廠商經(jīng)歷這次產(chǎn)業(yè)周期以后可以走的更遠、更強。
12
2021.10
以高質(zhì)量項目推動日照精彩蝶變!張惠李在武帶隊現(xiàn)場觀摩、現(xiàn)場推進!

今年是“十四五”開局之年,也是市委、市政府確定的“項目突破年”。10月12日至14日,市委、市政府組織對各區(qū)縣、功能區(qū)和市直有關部門單位的項目招引建設情況進行現(xiàn)場觀摩。18日上午召開總結(jié)會議,對觀摩情況進行總結(jié),動員全市上下按照完整、準確、全面貫徹新發(fā)展理念的要求,突出高質(zhì)量發(fā)展第一要務,進一步樹牢“項目為王”的理念,加壓奮進,比學趕超,進一步形成大抓項目、抓大項目的生動局面,為實現(xiàn)日照精彩“蝶變”蓄勢積能。




市委書記張惠講話,市委副書記、市長李在武對觀摩項目進行點評,市政協(xié)主席王斌,市人大常委會主任高杰出席。

三天的現(xiàn)場觀摩,與會人員深入各區(qū)縣、功能區(qū),對紅星美凱龍、陽森供應鏈日照基地、沭東新城綜合體、騰峰紡織公司、越疆智能機器人、科睿特半導體、美正生物、日照城市大腦等41個項目進行了實地觀摩。觀摩過程中,大家邊看邊議,認真學習經(jīng)驗,互相交流想法,起到了學先進、拓思路、找差距、共進步的效果。




項目是經(jīng)濟社會發(fā)展的“牛鼻子”,是日照“十四五”精彩蝶變的最有力支撐。

在當前發(fā)展大背景、大邏輯發(fā)生深刻變化的情況下,必須與時俱進調(diào)適抓招商、抓項目的理念。

要強化底線思維,牢固樹立法治意識、規(guī)矩意識,政府要依法行政,企業(yè)要守法經(jīng)營,堅決守住規(guī)矩底線。

要強化品質(zhì)意識,以優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構為導向,在推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造升級同時,聚力在“四新”經(jīng)濟招引上實現(xiàn)新突破。

要強化生態(tài)理念,圍繞打造優(yōu)良產(chǎn)業(yè)生態(tài),堅持硬件、軟件一起抓,全力做好平臺搭建、政策配套、制度供給等工作,努力為項目成長提供肥沃的土壤和充沛的陽光雨露。

要強化效益觀念,堅持“招外”和“育內(nèi)”并重,注重提高畝均效益,強化精準招商、定向招商、專業(yè)招商,努力提高項目落地率、產(chǎn)出率、貢獻率。

市委書記張惠強調(diào),要在要素破解上有新招數(shù),著力在摸清底數(shù)、挖潛盤活、科學配置、對上爭取上狠下功夫,全力破解要素瓶頸制約,努力以要素換空間、換發(fā)展。

要在營商環(huán)境上有新優(yōu)化,圍繞打造“陽光速辦”品牌,主動加強換位思考,持續(xù)抓好政策落實、提升品質(zhì)、優(yōu)化流程等工作,不斷提高企業(yè)和群眾的獲得感、滿意度。

要在干部作風上有新提升,進一步強化擔當作為的勁頭、求真務實的作風、一抓到底的韌勁,把各項工作扎扎實實落到實處。



市長李在武對項目觀摩情況進行了點評。

市長李在武強調(diào),觀摩是展示成果、鼓勁加油的“大比武”,是交流經(jīng)驗、促進工作的“大拉練”,是對標尋差、追趕超越的“大競賽”。

今年以來,全市上下扎實開展“項目突破年”,“項目為王”的理念深入人心,“項目突破”的局面已經(jīng)起勢,“項目考核”的機制持續(xù)發(fā)力,項目建設、動能轉(zhuǎn)換、產(chǎn)業(yè)發(fā)展有了積極變化,民生事業(yè)持續(xù)改善。

要進一步提振干事創(chuàng)業(yè)的“精氣神”,全力以赴抓招商、堅定不移上項目,把“以項目論英雄,憑實績排座次”的聲音叫響做實。

要進一步做好“點線面”結(jié)合的文章,通過點上用功、線上發(fā)力、面上攻堅,全面掀起謀項目、招項目、推項目的熱潮。

要進一步把握好招商引資和項目建設的“時度效”,進一步轉(zhuǎn)換思維、轉(zhuǎn)換賽道,抓緊抓牢大項目招引、省市重點項目推進、標準化廠房等平臺載體建設,用心做好精準招商、營商環(huán)境優(yōu)化等重點工作,讓項目建設更有“熱度”、產(chǎn)業(yè)發(fā)展更有“高度”、民生改善更有“溫度”,為實現(xiàn)日照精彩“蝶變”作出更大貢獻。





14
2022.04
市教育局組織職業(yè)院校對接市重點高新企業(yè)
4月13日,市委教育工委委員,市教育局黨組成員、副局長王其軍帶領山東水利職業(yè)學院、日照職業(yè)技術學院等部分院校負責人,到山東睿芯半導體科技有限公司進行人才對接服務,上門聽取企業(yè)用工需求,探討下步校企合作意向。

山東睿芯半導體科技有限公司是我市的重點招商項目,日照經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū),由英銳半導體國際有限公司投資建設,總投資5億美元,分三期建設,計劃使用廠房70000㎡,投產(chǎn)后預計實現(xiàn)年產(chǎn)值22億元,產(chǎn)品廣泛服務于汽車電子、工業(yè)控制、智能終端等高端應用市場。為盡快投產(chǎn),該公司亟需招聘一定數(shù)量的技術人員,為進一步擴大產(chǎn)能儲備高素質(zhì)技能人才。

市教育局在獲知企業(yè)用工需求后,主動帶領部分職業(yè)院校前去銜接。該公司籌建處總經(jīng)理郭軍介紹了企業(yè)在日照的籌建情況,并對企業(yè)技術人才提出了近期需求意向和長遠合作目標。隨行的職業(yè)院校對企業(yè)發(fā)展前景非常贊賞,紛紛表示將積極向?qū)W生推介,并于近期組織學生前來參觀并洽談聘用事宜。校企雙方還就學校建立服務企業(yè)用工長效機制、企業(yè)選派技術骨干到學校任教等方面合作進行了探討,達成了初步合作意向。

此次活動,是市教育局貫徹落實全市2022年經(jīng)濟發(fā)展總體規(guī)劃和動能轉(zhuǎn)換總體要求的實際行動,旨在深化產(chǎn)教融合,搭建企業(yè)和職業(yè)院校之間的人才合作橋梁,充分發(fā)揮職業(yè)院校在人才培養(yǎng)方面的優(yōu)勢,強力助推地方產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展。同時,加強日照校企合作還將促進全市職業(yè)院校“三教”改革,創(chuàng)新專業(yè)技術人才培養(yǎng)模式,推動職業(yè)教育與崗位技能、職業(yè)標準的有效對接,提升職業(yè)院校教育教學水平,培養(yǎng)出更多綜合素質(zhì)高、專業(yè)技能強的人才,回饋地方企業(yè),促進日照經(jīng)濟更好更快發(fā)展。
09
2022.10
中國FPGA關鍵驅(qū)動因素——人工智能、數(shù)據(jù)中心、5G、物聯(lián)網(wǎng)
人工智能、數(shù)據(jù)中心、5G、汽車電子和物聯(lián)網(wǎng)都是近年來非常熱門的領域。如何在這些領域中快速脫穎而出?你需要FPGA。

FPGA是什么?(FPGA在本文中指FPGA芯片)和我們熟悉CPU、GPU有什么不同?對芯片產(chǎn)業(yè)有什么影響?

首先講講芯片的分類,芯片一般可分為數(shù)字芯片和模擬芯片兩大類芯片,數(shù)字芯片又分為存儲器芯片和邏輯芯片。我們熟知CPU、GPU、DSP就屬于邏輯芯片,而FPGA屬于一種特殊的邏輯芯片。


為什么特殊?


FPGA之所以特殊,就在于它并不是一成不變的,而是可以根據(jù)客戶需求進行程序再寫,并重新輸入進FPGA,也就說FPGA芯片是一個“百變芯片”。(FPGA ,F(xiàn)ield-Programmable Gate Array,即現(xiàn)場可編程門陣列,它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎上進一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路(ASIC)領域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的,既解決了定制電路的不足,又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點。)

FPGA特點: (特點有點專業(yè),普通讀者可以略過。)

1.FPGA可做全定制或半定制ASIC電路的中試樣片。采用FPGA設計ASIC電路(專用集成電路),用戶不需要投片生產(chǎn),就能得到合用的芯片。FPGA內(nèi)部有豐富的觸發(fā)器和I/O引腳。


2.FPGA是ASIC電路中設計周期最短、開發(fā)費用最低、風險最小的器件之一。


3.FPGA采用高速CMOS工藝,功耗低,可以與CMOS、TTL電平兼容。


4.FPGA是由存放在片內(nèi)RAM中的程序來設置其工作狀態(tài)的,因此,工作時需要對片內(nèi)的RAM進行編程。用戶可以根據(jù)不同的配置模式,采用不同的編程方式。


5.加電時,F(xiàn)PGA將EPROM中數(shù)據(jù)讀入片內(nèi)編程RAM中,配置完成后,F(xiàn)PGA進入工作狀態(tài)。掉電后,F(xiàn)PGA恢復成白片,內(nèi)部邏輯關系消失。


6.FPGA能夠反復使用。FPGA的編程無須專用的FPGA編程器,只須用通用的EPROM、PROM編程器即可。當需要修改FPGA功能時,只需換一片EPROM即可。這樣,同一片F(xiàn)PGA,不同的編程數(shù)據(jù),可以產(chǎn)生不同的電路功能。


簡單的說,F(xiàn)PGA買來編程后就可用了,無需等待三個月至一年的芯片流片周期,為企業(yè)爭取了產(chǎn)品上市時間, 并且FPGA方案由于無需支付一次性百萬美元的流片成本,不會擔心流片失敗風險,這種靈活性讓FPGA在諸多領域上占有一席之地。


在國內(nèi)有潛力嗎?

我國FPGA 市場規(guī)模早在2016 年已達65.5 億元,按年復合增速20%增長率,2025年FPGA 市場規(guī)??蛇_300億元以上。隨著國產(chǎn)替代進程的進一步加速以及5G、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,現(xiàn)在熱門的人工智能、數(shù)據(jù)中心、5G基礎設施、汽車電子和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)都將是FPGA發(fā)揮其優(yōu)勢的重點領域,也是未來五年中國FPGA半導體消費的關鍵驅(qū)動因素。

1.人工智能和數(shù)據(jù)中心:對于超大規(guī)模云計算,與CPU+GPU(中央處理?+圖形處理單元)模式相比,CPU+FPGA異構計算效率更高、應用更廣;因此,大數(shù)據(jù)中心供應商(如阿里巴巴、騰訊、百度)使用FPGA技術提供云計算服務。




2.5G基礎設施投資:5G基站是5G生態(tài)系統(tǒng)整體基礎設施的關鍵部分,5G基站無線單元的數(shù)字前端基于FPGA,因為它們可用于在現(xiàn)場快速實施和更新新的網(wǎng)絡路由架構和算法。




3.汽車電子:FPGA集成電路不僅用作先進駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS) 的主處理?,還應用于傳感?(如激光雷達),以處理ADAS系統(tǒng)中攝像頭捕獲的圖像。


4. 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng):FPGA廣泛應用于機?視覺、驅(qū)動?和電機控制、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關和應用、智能電網(wǎng)應用等領域。FPGA可用于實時處理,并促進與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)所需安全和安保功能的任意連接。此外,F(xiàn)PGA的可編程特性使客戶能夠快速開發(fā)智能化連接性和差異化更高的應用程序,以適應其需求。




另外,F(xiàn)PGA在芯片仿真、軍用裝備、醫(yī)療領域都有很好的應用。

隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、無人駕駛等新興領域的快速興起,F(xiàn)PGA將會獲得更為廣泛的應用。


作者:韋巖,北大縱橫高級合伙人


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