FPGA在AI推理市场的增长潜力巨大,预计全球市场规模将从2021年的82.9亿美元增长到2025年的125.2亿美元。在FPGA与AI推理产业链中,上游的EDA工具、IP核与晶圆代工环节,中游的FPGA芯片设计环节,以及下游的AI加速卡与系统集成环节均有望受益,其中FPGA芯片设计环节作为核心受益最大,因其具备硬件可重构、开发周期短、效率高等特性,是AI推理场景的理想解决方案。
FPGA产业链核心环节
FPGA(现场可编程门阵列)是一种硬件可重构的芯片,用户可通过软件重新配置内部资源实现不同功能。其产业链上游主要包括EDA工具、IP核和晶圆代工;中游为FPGA芯片设计;下游则涵盖AI加速卡、系统集成等应用领域。在AI推理需求拉动下,各环节均面临增长机遇。
各环节受益分析
上游环节:EDA工具和IP核供应商受益于FPGA设计复杂度的提升,晶圆代工厂则受益于出货量增长。当前国产FPGA厂商先进制程集中在28nm,与国际16nm水平存在差距,但国产化加速推进有望带动上游本土配套需求。
中游环节:FPGA芯片设计是核心受益环节。由于FPGA具有灵活性和可深度优化的特点,在云端数据中心业务中,有望继GPU之后在该市场爆发;在边缘推断领域,FPGA作为低功耗异构芯片,开发周期快、编程灵活,可用于终端智能安防等场景的AI硬件加速。目前全球市场由赛灵思(52%)和Altera(35%)主导,国内紫光国微、复旦微电和安路科技合计市占率在2021年超过15%。
下游环节:AI加速卡与系统集成商受益于FPGA在推理场景的渗透率提升。探索云服务器+FPGA芯片模式的公司包括阿里云、亚马逊、微软等。未来随着大模型成熟并在生产生活中应用,推断类AI芯片占比有望逐步提升。
常见问题
国产FPGA厂商在AI推理产业链中处于什么位置?
国产厂商已开始崭露头角,2021年紫光国微、复旦微电和安路科技合计市占率超过15%,但技术实力与国际巨头仍有差距,国产旗舰产品门级规模约为XILINX高端产品的25%左右。在国产化加速推进背景下,有望快速追赶。
FPGA与ASIC在AI推理领域有何区别?
FPGA开发周期短、可配置性强,适合技术不确定性较大的场景;ASIC则为特定用途定制,性能、能效、成本更优,但受研发成本与壁垒限制,目前AI领域渗透率较低。两者均适用于AI推理场景,FPGA在灵活性上占优,ASIC在性能能耗上更胜一筹。