FPGA作為通信、航天、軍工等領(lǐng)域的關(guān)鍵核心器件，是保障國家戰(zhàn)略安全的重要支撐基礎。近年來，隨著大數(shù)據(jù)、云計算和人工智能的發(fā)展，F(xiàn)PGA的應用領(lǐng)域得到快速擴張。然而，長期以來，F(xiàn)PGA市場都處于美國的絕對壟斷之下，這對中國毫無疑問是一個隱患--如果沒有FPGA，90%以上的大型軍用電子設備將難以發(fā)揮作用。
為了滿足經(jīng)濟發(fā)展和國防需求，打破美國的壟斷，中國政府多年來投入了數(shù)百億科研經(jīng)費，通過逆向工程方式仿制美國對我禁運的FPGA產(chǎn)品。但由于知識產(chǎn)權(quán)、生產(chǎn)工藝和軟件技術(shù)等多方面的限制，仿制品種有限，技術(shù)無法突破，還難以滿足國家安全的需要。
近幾年FPGA作為“中國強芯”戰(zhàn)略產(chǎn)品的重頭戲之一，國內(nèi)FPGA廠商如紫光同創(chuàng)、復旦微電子、華微電子、中電科58所、航天772所、京微雅格、高云半導體、上海安路、西安智多晶、上海遨格芯等，雖然積累了一定的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)基礎，在FPGA國產(chǎn)化有所突破，但產(chǎn)品還未能進入主流市場，與國際巨頭存在較大的差距，不論從產(chǎn)品性能、功能、功耗、軟件、應用支撐上都有差距。接下來就讓我們跟進一下這些企業(yè)的最新進展。
紫光同創(chuàng)
深圳市紫光同創(chuàng)電子有限公司是國內(nèi)唯一一家覆蓋高端、中端、低端等多層次FPGA市場應用需求的廠商，產(chǎn)品覆蓋通信網(wǎng)絡、信息安全、人工智能、數(shù)據(jù)中心、工業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)等各行各業(yè)。早在2015年，在國內(nèi)首次實現(xiàn)千萬門級規(guī)模的全自主知識產(chǎn)權(quán)Titan系列高性能FPGA及配套開發(fā)工具，是目前唯一能支持和實現(xiàn)大規(guī)模FPGA全流程開發(fā)設計的國內(nèi)FPGA廠商。這一系列產(chǎn)品的成功實現(xiàn)，標志著中國FPGA產(chǎn)業(yè)真正具備了研制全自主知識產(chǎn)權(quán)高性能FPGA的能力，體現(xiàn)了中國FPGA芯片和EDA軟件設計水平的巨大飛越。目前PGT180H芯片已經(jīng)通過中興通訊和新華三通信等設備廠商的全部系統(tǒng)驗證，開始批量供貨，成為唯一一款在通信設備市場實現(xiàn)量產(chǎn)出貨的國產(chǎn)FPGA。
紫光同創(chuàng) Titan系列高性能FPGA
京微雅格
2003年，京微雅格的前身在美國硅谷創(chuàng)立，2005年公司遷至北京，主要從事FPGA開發(fā)。京微雅格多年來布局了“山”“河”“云”“星”四個產(chǎn)品系列，計劃從低端一步步向中高端市場邁進。其推出的 CME-C1容量達2000萬門級別，在中低端市場局部實現(xiàn)了對國外FPGA的替換。
京微雅格 CME-C1
2016年5月，京微雅格經(jīng)營遭遇困境，一度被傳倒閉，后京微雅格回應：“公司在經(jīng)營上發(fā)生了一定的困難，但是沒有出現(xiàn)公司倒閉的情況，核心管理團隊依然堅守崗位，公司在尋求重組。”
2017年6月，京微雅格留守人員成立“京微齊力（齊力科技）”，原公司以存續(xù)的狀態(tài)繼續(xù)維持著，同時將其所有產(chǎn)品、技術(shù)等全部獨家授權(quán)給現(xiàn)公司使用。京微齊力內(nèi)部目前正在用自己的小規(guī)模容量的FPGA產(chǎn)品做一些簡單的AI應用。除了繼續(xù)銷售原有的FPGA芯片之外，正在研發(fā)新一代面向人工智能/智能制造等應用領(lǐng)域的AiPGA芯片、異構(gòu)計算HPA芯片、嵌入式可編程eFPGA IP核，產(chǎn)品市場將涵蓋云端服務器、物聯(lián)網(wǎng)、消費類智能終端以及國家通信/工業(yè)/電力/軍用/醫(yī)療等核心基礎設施。這或許可以稱為京微雅格的一種延續(xù)。
復旦微電子/復旦微電子學院
上海復旦微電子集團股份有限公司是國內(nèi)從事超大規(guī)模集成電路設計、開發(fā)和提供系統(tǒng)解決方案的專業(yè)公司，而復旦微電子學院應該算國內(nèi)比較少的自主研發(fā)FPGA的研究機構(gòu)。復旦微電子也有FPGA產(chǎn)品，估計和復旦微電子學院的FPGA是同源的。不過它家的東西是只供應軍方的，但是軍方有多少東西在用就不得而知了。
另一方面，猜想軍方不想讓別人知道這個FPGA有沒有什么缺陷，所以不允許其公開銷售。兩家已經(jīng)展開合作，其自主可控的FPGA器件與配套軟件系統(tǒng)取得重要突破，與復旦微電子集團股份有限公司緊密合作建立了“FPGA創(chuàng)新團隊”，協(xié)同加大力度攻關(guān)千萬門級FPGA器件的技術(shù)難題。
華微電子
成都華微電子科技有限公司是國家"909"工程集成電路設計公司和國家首批認證的集成電路設計企業(yè)，隸屬于中國電子信息產(chǎn)業(yè)集團，由中國華大集成電路設計有限責任公司、成都成電大學科技園有限公司、成都創(chuàng)新風險投資有限公司、成都華微員工團隊四家股東共同投資創(chuàng)辦。其第四代 FPGA 產(chǎn)品采用 90nm 工藝代表國內(nèi)最高水平，目前已大規(guī)模應用于各軍工企業(yè)和研究所。
2017年，其600萬門級FPGA成功實現(xiàn)在國家保密通訊交換機上的商業(yè)化應用，完成了千萬門級FPGA研發(fā)，在高端FPGA領(lǐng)域形成國產(chǎn)化替代能力，保障了國家重點工程需求；其7000萬門級FPGA項目成功獲批國家“核心電子器件、高端通用芯片及基礎軟件產(chǎn)品”項目。
中電58所
中國電子科技集團公司第五十八研究所，是超大規(guī)模集成電路研究、開發(fā)、生產(chǎn)的國家重點骨干研究所。研究所位于風景秀麗的無錫太湖之濱，全所現(xiàn)有職工800余名，研究所以數(shù)字集成電路研究開發(fā)為主，擁有集成電路設計、制版、工藝、測試、封裝及可靠性的完整配套能力，通過了ISO9001-2000質(zhì)量管理體系認證，創(chuàng)造過我國集成電路發(fā)展各個階段的領(lǐng)先水平。
近年來開發(fā)完成了DSP、MCU、AD/DA、E2PROM、嵌入式ASIC等上百個品種集成電路，擁有完整的0.5～1.2um的ASIC設計庫，可進行0.18um以上的ASIC、0.35um以上的CMOS、1.2um以上的BiCMOS、0.8～1.5um的CDMOS等產(chǎn)品的設計開發(fā)。具備研發(fā)、生產(chǎn)百萬門級實用化ASIC能力。
航天772所
由于保密原因，沒能收集到更多資料。但是可以明確的一點是，現(xiàn)在中國航天航空級FPGA芯片供貨大戶之一就是772所。772所從2002年開始從事高可靠的FPGA設計、封裝、測試及可靠性評估工作，目前已形成一直專業(yè)從事高可靠應用的FPGA研制團隊，在高可靠和高等級FPGA和PROM設計、封裝、測試及應用等方面形成自主核心技術(shù)及系列產(chǎn)品，實現(xiàn)了中國自己的“航天百變芯”。
高云半導體
廣東高云半導體科技股份有限公司于2014年1月在創(chuàng)立。公司以國產(chǎn)FPGA研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化為核心，旨在推出具有核心自主知識產(chǎn)權(quán)的民族品牌FPGA 芯片，提供集設計軟件、IP核、參照設計、開發(fā)板、定制服務等一體化完整解決方案的民營高科技公司。2016年已完成中低密度的產(chǎn)品布局。目前高云半導體產(chǎn)品有2個家族、4個系列、 11個型號、50+種封裝的芯片，EDA開發(fā)軟件持續(xù)改進已更新至1.7.9版本。
高云 產(chǎn)品研發(fā)路線
高云FPGA產(chǎn)品分“小蜜蜂家族”和“晨熙家族”，以55nm級別以上的FPGA芯片為主導產(chǎn)品，定位中高端和中等規(guī)模的FPGA芯片。其中晨熙家族產(chǎn)品屬于中密度FPGA代表，采用55nm SRAM制造工藝，包括GW2A-55、GW2A-18、GW2AR-18三個型號，產(chǎn)品廣泛應用于通信網(wǎng)絡、工業(yè)控制、工業(yè)視頻、服務器、消費電子等領(lǐng)域。另一個小蜜蜂家族產(chǎn)品主要面向低密度FPGA市場，采用55nm嵌入式Flash+SRAM制造工藝，該家族包含GW1N、GW1NR兩個系列，除了可滿足傳統(tǒng)通信、工業(yè)控制、視頻監(jiān)控等領(lǐng)域的應用需求外，還為消費類行業(yè)客戶提供了更多的選擇。
安路科技
上海安路信息科技有限公司成立于2011年，專注于為客戶提供高性價比的可編程邏輯器件（FPGA）、可編程系統(tǒng)級芯片（SOC）、定制化可編程芯片、及相關(guān)軟件設計工具和創(chuàng)新系統(tǒng)解決方案。公司的創(chuàng)始人及核心運營團隊由來自世界著名的FPGA公司和EDA公司的海內(nèi)外高級技術(shù)、運營管理人才，以及學術(shù)界資深FPGA專家組成，從業(yè)經(jīng)驗均超過10年。
安路科技 ELF2M4500 SOC FPGA
安路科技于2015年推出其第一代FPGA AL3-10，目前已形成“Elf（精靈）系列CPLD、Eagle（獵鷹）系列低成本FPGA、Phoenix （鳳凰）系列高性能FPGA、集成處理器SOC FPGA、千萬門級FPGA IP”等三個系列二十余款芯片產(chǎn)品，成功量產(chǎn)，并進入了視頻顯示、通信接入、工業(yè)控制、金融機具等多個行業(yè)。
2017年5月，安路科技獲華大半導體投資，為其向更復雜技術(shù)、更先進工藝制程發(fā)展提供資金和平臺支撐。
2017年10月，安路科技針對工業(yè)控制、視頻橋接、接口擴展、IOT應用和通信等市場，推出了第二代“小精靈”ELF2系列高性能、微安級低功耗FPGA，以及相應的配套開發(fā)軟件。ELF2系列芯片可廣泛應用于伺服驅(qū)動、工業(yè)控制、國防軍工、物聯(lián)網(wǎng)、通信接入等多個領(lǐng)域。作為擁有軟、硬件完全知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)可編程邏輯器件， ELF2的量產(chǎn)將進一步推動國產(chǎn)FPGA市場成長，打破國外長期壟斷的局面。
西安智多晶
西安智多晶微電子有限公司成立于2012年11月，是由海外留學生歸國創(chuàng)設的高科技企業(yè)。智多晶微電子專心致力于成為中國第一大可編程邏輯電路（FPGA與CPLD）集成電路制造和應用供應商。
智多晶 HqFpga設計流程圖
智多晶緊緊抓住可編程邏輯電路器件研發(fā)的技術(shù)核心，在LED驅(qū)動、高端醫(yī)療、智能儀表、工業(yè)控制等四大應用領(lǐng)域研發(fā)創(chuàng)新并推出相關(guān)產(chǎn)品，提供高質(zhì)量，低功耗，低成本，馬上可投入量產(chǎn)的系統(tǒng)集成解決方案。現(xiàn)有產(chǎn)品Seagull 1000系列、sealion2000系列及在研seal 5000系列，并于2017年11月公布了其自主研發(fā)的HqFpgaTM RTL-to-FPGA全流程FPGA實現(xiàn)平臺。
上海遨格芯
上海遨格芯微電子有限公司(AGM)成立于2012年，是國內(nèi)領(lǐng)先的以可編程邏輯技術(shù)為基礎, 提供應用市場SoC芯片的半導體集成電路無生產(chǎn)線設計公司。由來自美國硅谷知名可編程邏輯 SoC 企業(yè)的團隊和國內(nèi)資深工程團隊創(chuàng)辦。
遨格芯是以開發(fā)自主產(chǎn)權(quán)的編譯軟件開始，兼容切入現(xiàn)有FPGA軟件的生態(tài)鏈。看到智能手機風口的AGM也不失時機出了一款用于智能手機和loT的FPGA芯片，在助力客戶逐漸退出低端市場之時，把握住機會，通過價格優(yōu)勢搶奪低端市場。通過最近幾年的不斷地產(chǎn)品迭代和市場擴展，AGM悄悄地積累了比較穩(wěn)定的客戶，產(chǎn)品線也開始豐富起來，成為了國內(nèi)FPGA的一批發(fā)展迅猛的黑馬。目前，遨格芯提供了國產(chǎn)銷量領(lǐng)先并最齊全的中低端FPGA產(chǎn)品線和高性能應用SoC產(chǎn)品。
以上這些廠商，在絕對壟斷下，靠自主研發(fā)與技術(shù)積累，突破了重重專利壁壘，從而解決了國內(nèi)自主FPGA從無到有的問題。然而，無法忽視一點是，國產(chǎn)FPGA基本分布在中低端市場，大多是一些1000萬門級左右的FPGA，少數(shù)達到2000萬門級的FPGA雖然也有自主研發(fā)的，但大多是逆向工程的產(chǎn)物，或商業(yè)收購的結(jié)果，比如京微雅閣就依靠美國CSwitch公司開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的Tile架構(gòu)。在對性能要求更高的應用場合，自主FPGA依然很難替代XILINX和Intel（Altera）的產(chǎn)品。