易水寒 發表於 2018-07-06 08:47:32
FPGA作為通信、航天、軍工等領域的關鍵核心器件，是保障國家戰略安全的重要支撐基礎。近年來，隨著數位化、網絡化和智能化的發展，FPGA的應用領域得到快速擴張。美國在FPGA領域擁有絕對的壟斷優勢，已成為制約他國的重要工具之一。基於保護國家戰略資產的考慮，美國總統川普下達行政指令，宣布停止具有中資背景的私募股權基金（Canyon Bridge）收購美國FPGA晶片製造商Lattice（萊迪思）的交易，要求買賣雙方完全、永久性地放棄收購。此次併購案引起了國內外產業和資本的高度關注，Lattice是否值得我國收購？此次併購失敗後，對我國發展FPGA產業有何重要影響和啟示？這些問題都值得深入思考。
一、Lattice收購價值不大，國內FPGA企業開始崛起
（一）Lattice經營業績不佳，市場份額逐年下滑
目前，全球FPGA市場高度集中，被美國四家企業壟斷，呈現出「兩大兩小」的市場格局。「兩大」是指Xilinx（賽靈思）和Altera （阿爾特拉），「兩小」是指Microsemi（美高森美）和Lattice，前兩大企業佔據近90%的市場份額。Lattice是「兩小」企業之一，2015年以前一直處於行業第三的地位，2016年以來經營業績不佳，被排名第四的Microsemi取代。從產品銷售情況看，2016年Lattice的FPGA業務銷售收入為2.8億美元，分別為第一和第二大企業的1/8和1/6。同時淨利潤逐年下降，2015年以來連續虧損1.59億美元和5409萬美元，2017年截止到上半年仍累計虧損6335萬美元。從產品市場情況看，在Xilinx和Altera的競爭壓力下，逐步從主流市場轉向利基和低端消費電子市場，2015年失去了重點客戶三星的部分手機訂單，導致市場份額下滑。
（二）Lattice研發團隊空心化，核心人員流失嚴重
晶片設計業為人才密集型行業，特別是FPGA這種高門檻的領域，需要大量資深的系統級設計人員，熟練掌握各種晶片開發工具，並有至少十年左右的經驗積累。Lattice公司經過三十多年的發展，積累了一定的智慧財產權和研發實力，但是在全球產業發展的衝擊下，近年來人員流失嚴重。一方面，2015年Lattice以6億美元收購Silicon Image公司，獲得專用視頻標準產品（ASSP）、毫米波無線晶片和各類IP等產品線，但新產品線員工與原Lattice員工整合不夠，導致大量FPGA產品線老員工離職。另一方面，隨著國內半導體產業的快速發展，對人才的重視程度提高，在美國的華人紛紛回國創業。Lattice總部和上海研發中心的部分核心研發人員和團隊或回國自主創業，或進入國內FPGA企業擔任高管。受人才流失的影響，近年來Lattice已經沒有推出新FPGA晶片型號，幾乎沒有新技術研發。
（三）國內FPGA企業開始崛起，在部分領域實現國產替代
近些年來，國內一些FPGA企業從逆向工程起步，積累了一定的技術和產業基礎，形成了以正向設計為主的開發方式。在軍工航天領域，主要企業包括紫光同創、復旦微電子、華微電子、中電科58所、航天772所等；在民品領域，主要企業包括廣東高雲、上海安路、西安智多晶、上海遨格芯等。Lattice的FPGA產品主要應用於中低端消費電子，國內民品FPGA企業在部分細分領域已經實現了替代Lattice產品的實力。廣東高雲堅持正向設計，先後推出晨熙、小蜜蜂兩個家族、4個系列的FPGA產品，涵蓋了11個型號、50多種封裝的晶片、自主智慧財產權EDA開發軟體並持續改進，目前產品已經滲透到十多個行業中，在通信、工控、消費等領域得到廣泛應用。上海安路量產的中等性能的FPGA晶片成功進入LED顯示屏控制卡市場和高畫質電視TCON控制卡市場，並計劃與國內通信企業展開深度合作。西安智多晶面向LED驅動、高端醫療、智能儀表、工業控制等領域推出FPGA系列晶片，產品性能穩步提升。上海遨格芯推出用於智慧型手機和物聯網的FPGA晶片，並且通過了三星嚴格的供應商測試認證，成為三星Galaxy手機裡除Lattice以外唯一備選的FPGA器件，實現了國內FPGA公司出口零的突破。
但是，我們也應該看到，我國FPGA企業雖然發展迅速，但整體產業起步較晚，產業規模仍較小，多數企業尚處發展初期。此次Lattice併購案的失敗，也為國內產業和企業敲響了警鐘，美國政府針對中國資本和企業的收購審查將會更加嚴格，通過併購的方式獲得國外FPGA技術和產品也愈發困難。我國應堅定支持自主FPGA企業繼續發展壯大，搶抓美國FPGA人才、技術外溢和新興應用領域逐步興起的歷史性機遇，結合市場細分需求的變化，利用本土化設計服務的競爭優勢，探索FPGA研發與應用發展的新道路。
二、我國FPGA產業發展路徑和策略
（一）以新興應用市場為牽引，引導差異化發展
目前，國際FPGA廠商已構築起難以逾越的市場壁壘和技術門檻。Xilinx和Altera兩大寡頭主打高端產品，Microsemi專注於軍工、航天、國防等特殊應用市場，Lattice面向低成本低功耗的消費電子市場。在當前既有的市場格局下，國內應面向新興應用市場，堅持「兩條腿走路」，尋求差異化發展。一方面繼續推進軍品FPGA企業研發高性能、大規模FPGA產品。目前Xilinx已量產16nm製程FPGA產品，而國內主流產品工藝為40nm製程，與國外有兩代的差距。未來國內企業應瞄準28nm及以下節點進行攻關，跟蹤國際主流技術發展方向，縮小與國際領先水平的差距，解決國產FPGA在軍用裝備上的替代應用。另一方面，面向5G通信、人工智慧、雲計算、數據中心等新興市場領域，抓住歷史性的發展機遇。目前新興市場相關標準和技術路線仍在快速迭代中，FPGA是其中的重要技術方向之一，國內企業應根據下遊客戶的差異化功能需求，制定最具性價比的定製化解決方案，抓住時間窗口，搶先布局應用市場。
（二）以中低密度產品為抓手，找準市場定位
高密度FPGA產品擁有極高的利潤率，但我國在此產品領域與國外技術差距明顯。早期國內曾有部分企業採取了急功近利的產品規劃，跳過中低密度直接研發高密度產品，但最終導致基礎薄弱，商業回報難以實現，經營難以為繼。而中低密度FPGA市場對於國內廠商相對容易切入。此類產品技術水平維持在40nm工藝上，同時一般不需要支持大容量和高速串行接口，國內的FPGA團隊均已具備相應的設計能力。此外，此類市場應用量大面廣，並且主要競爭對手Lattice已無新產品研發。因此國內發展FPGA產業，一方面應找準市場定位，不盲目追求高密度產品，建立切實可行的FPGA產業發展中長期目標。優先布局中低密度的FPGA產品，打牢基礎、站穩腳跟，穩步推進，逐步使國內FPGA技術產品與國際領先企業的差距縮小在一代以內，形成和Lattice的全面競爭能力。另一方面加強國內工業整機系統重點企業與國產FPGA廠商的合作。針對工業控制、消費電子、監控、無人機等領域對中低密度FPGA的需求，推動國內FPGA產業上下遊企業的協同研發，為我國製造強國建設提供重要支撐。
（三）以自主正向開發企業為依託，推動技術演進
FPGA產品屬瓦森納協議禁運範疇，為滿足國內特殊應用領域的需求，我國FPGA產業發展從逆向工程起步，積累了一定的技術和產業基礎，已對國外產品形成了部分替代，特別是在抗輻照、安全、可靠性等方面具有獨特優勢。但逆向工程不能自主定義產品架構，無法培育正向設計創新型產品的能力，難以從根本上突破我國FPGA產業的發展瓶頸。因此一方面我國FPGA企業應堅持正向研發。加強自主開發相關軟硬體產品能力，形成晶片、EDA工具、IP與應用完整的產業生態，快速提升國內FPGA產業的競爭力。另一方面加快自主FPGA產業向高端技術演進。未來面向FPGA新興應用領域，推動繼續展開28nm及以上節點產品技術攻關，加快跟上國際主流，縮小與國際領先水平的差距，為打破國外技術出口限制奠定較為堅實的基礎，有效提升國家經濟安全和國防安全的保障水平。
（四）以軟硬體結合發展為導向，完善配套工具
FPGA需要軟硬體緊密配合才能真正發揮其性能，對晶片本身構架的定義、晶片資源以及客戶端的系統應用影響巨大。國際主流企業的軟體開發工程師配比已達到50%，而國內企業普遍缺少軟體開發團隊，相關軟體開發工程師配比極低。導致國內FPGA企業配套軟體和工具較為缺乏，特別是軟體開發工具、IP核心等對外依賴程度非常高。一方面，國內企業應重視軟體開發，提升前端綜合軟體工具、後端布圖軟體工具、位流生成工具和用戶仿真模型等軟體系統開發能力，不斷擴大IP的數量與種類，形成國產IP軟核資源庫，大幅度提高FPGA晶片適用性。另一方面，加強應用開發能力，提升FPGA產品在多領域、多場景下的適配能力，面向工業物聯網、汽車電子、機器學習、高性能計算等領域提供完善的應用方案。
三、相關政策建議
（一）引導國家資本進入，加大自主FPGA企業的扶持力度
一是加強資本扶持力度。引導國家集成電路產業投資基金、先進位造業產業投資基金以及地方產業投資基金進入FPGA領域，以市場化方式支持FPGA產品加快產業化，企業實現規模化發展，並帶動社會資本積極進入該領域。二是推動國產化替代。建立國產FPGA產品採購獎補政策和首批次、首用補償機制，促進國產FPGA產品的推廣應用。三是加大研發支持。推動工業強基工程等國家相關專項長期支持，提升政府對FPGA晶片的重視程度和持續投入力度。
（二）組建FPGA產業聯盟，培育國內產業生態體系
為推動國內企業協同攻關，實現關鍵技術突破和全產業鏈布局，應加快組建FPGA產業聯盟。一是強化共性技術攻關，制定技術發展指南。針對FPGA關鍵核心技術組織專題研討和交流，制定技術發展路線圖，推動FPGA晶片共性技術攻關。二是推廣應用創新成果，打造產業生態體系。組織FPGA產業鏈上下遊企業開展技術產品與市場需求的對接，推動創新成果推廣和示範應用。三是建立國家戰略專利資源池，推動智慧財產權合作。建立FPGA國家戰略專利池實體組織，吸納國內各企業專利，對加入組織的國內FPGA企業成員進行專利保護。
（三）培育FPGA高端人才，實現國內產業可持續發展
國內應善用全球資源，加快FPGA高端人才的培養和引進。一是在全球FPGA領域併購整合的趨勢下，抓住海外人才、技術外溢的機遇，大力引進海外高層次人才團隊，優化國內創新創業環境。二是加強國內FPGA專業人才培育，鼓勵高校與企業、科研院所協同建設育人實踐平臺，強化硬體設計和軟體開發協同，培育一批FPGA領域軟硬體人才。三是充分利用國內巨大的市場優勢，吸引國外企業建立合資公司，鼓勵和支持合資企業儘快培養出一批精通FPGA開發的人才隊伍。
打開APP閱讀更多精彩內容聲明：本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內容圖片侵權或者其他問題，請聯繫本站作侵刪。 侵權投訴