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FPGA 下游应用历史概述

从 1984 年发明开始,FPGA 首先在通信获得广泛应用,进入 2000 年后则是消费电子和通信双驱动发展,2010 年后,AI 和汽车成为 FPGA 新增长市场。未来,FPGA 的成长驱动力来自于 AI、国防&航空航天、工业和汽车等下游。

通信市场规模、主要应用场景及未来增长驱动力

目前,全球 83 亿美元的 FPGA 市场中,通信市场为 FPGA 最大的下游,占比 25%,随着通讯技术持续的迭代,FPGA 应用优势逐步扩大,亦是未来增速较快的市场,是国产 FPGA 想要快速成长必须要抓住的市场,目前国产化推进中。

有线通信领域,FPGA 芯片被应用于数据接入、传送、路由器、交换机中,以实现信号控制、传输加速等各种功能。

无线通信领域,FPGA 芯片被应用在无线通信基站和射频处理单元的多种电路板中。许多功能模块通常都需要大量的滤波运算,这些滤波函数往往需要大量的乘和累加操作。FPGA 芯片内在的分布式逻辑和运算单元结构使其可以较容易地实现分布式的算法结构,因此可以有效地实现这些乘和累加操作,使其可以实现通信过程中大量的高速数字信号处理功能。

集成 CPU 和 FPGA 的 SoC 被应用在室外微基站、室内微基站等无线网络通信中,以单芯片完成商业、住宅、工厂区域的多模覆盖、网络容量增加、人工智能计算、信息安全防控等多样性功能需求。

总结来看:

FPGA 在通信领域主要应用场景及其原因如下:

低时延的处理能力(空口、基带等的信号处理);

高度灵活的可编程性(通信协议更新);

高并行&低功耗的方案(空口、回传)。

另外其增长驱动力在于:

通信技术迭代带来的速率需求提升→高速处理需求增长→FPGA 价值量提升(即对更高端 FPGA 产品的需求增长)

通信网络安全需求提升→高速处理需求增长→FPGA 渗透率提升(即对其他竞品替代需求的提升)

 复旦微电FPGA产品应用于通信领域情况

公司 65nm 千万门级 FPGA 芯片适用于网络通信等应用;

公司 28nm 亿门级 FPGA 芯片适用于 5G 通信等应用;

公司 1xnm FinFET 十亿门级 FPGA 芯片适用于网络通信等应用;

另外公司在研的1xnm FinFET JFM9-2 系列面向通讯互联网、无线 MIMO 技术、N×100G 有线网络等领域,JFM9-3 系列面向通讯互联网、高速数字信号处理、1 Tb/s 网路等领域;PSoC 针对智能通信等领域;RFSoC 针对 5G 小基站、软件无线电、智能通信等行业领域。

公司 FPGA 系列产品已在通信等领域获得广泛应用,拥有以深圳佳贤通信科技股份有限公司为代表的通信领域客户,继续投入研发的产品线能够在覆盖现有的客户群体基础上,新增通信互联网等领域客户,进一步实现市场拓展。


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