中国FPGA市场预计2021至2025年规模复合增速达17.1%,显著快于全球同期约10.8%的增速水平,但国内市场仍由赛灵思与英特尔主导,二者合计占据约71%的份额。在人工智能算力需求扩张、供应链自主可控要求提升的背景下,以紫光国微、复旦微电为代表的国产FPGA厂商已开始崭露头角,2021年合计市占率超过15%,但技术实力与国际龙头仍有差距,国产替代尚处加速追赶的早期阶段。
FPGA在AI算力中的角色
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芯片内部资源以实现不同功能。相比其他芯片,FPGA具备开发周期短、可配置性高的特点,在人工智能推断环节具有较大潜力——云端数据中心业务中,FPGA以其灵活性和可深度优化的特点,有望继GPU之后在该市场爆发;在终端智能安防等领域,也有厂商采用FPGA方案实现AI硬件加速。
从AI芯片整体格局看,GPU是目前唯一可用于AI训练的量产芯片,占据主要市场份额;而FPGA更适用于推断场景,可处理用户实时计算请求以及小计量大批次的计算。随着大模型从开发阶段走向生产应用,推断类AI芯片的占比有望逐步提升,FPGA的市场空间也将随之打开。
中国FPGA市场增速与竞争格局
从市场规模看,全球FPGA市场预计将从2021年的82.9亿美元增长到2025年的125.2亿美元,年均复合增长率约10.8%。中国FPGA市场增速更快,预计2021至2025年规模复合增速为17.1%,对应市场规模从2021年的175亿元增至2025年的330亿元。
竞争格局方面,全球FPGA市场由海外巨头主导,赛灵思与英特尔(Altera)市占率分别为52%和35%。中国国内市场同样由这两家主导,赛灵思占45%、英特尔占26%,合计超七成;国产厂商中,安路科技、紫光同创、紫光国芯各占约4%,复旦微占2%,紫光国微、复旦微电和安路科技合计市占率在2021年超过15%。
国产替代的技术差距与追赶空间
在技术实力方面,国产厂商与国际龙头仍有较大差距。工艺制程和门级规模是评价FPGA产品性能的重要指标:工艺制程直接影响芯片功耗、性能与成本,当前国产厂商先进制程集中在28nm,落后于国际16nm水平;门级规模代表产品可开发潜力,国产厂商旗舰产品处于200K水平,约为赛灵思高端产品的25%左右。
不过,在国产化加速推进的背景下,中国FPGA厂商有望快速追赶。FPGA在人工智能推断、5G通信等迭代升级频繁、技术不确定性较大的领域是较为理想的解决方案,国产芯片在算力安全和供应链自主方面的战略意义持续凸显。
常见问题
FPGA和GPU在AI算力中如何分工?
GPU是目前唯一可用于AI训练的量产芯片,注重绝对计算能力;FPGA则更适用于推断环节,侧重能耗、时延、成本等综合指标,具备灵活性和可深度优化的特点。
国产FPGA与国际巨头的主要差距在哪里?
差距主要体现在工艺制程和门级规模两方面:国产厂商先进制程集中在28nm,落后于国际16nm水平;旗舰产品门级规模约为国际高端产品的25%左右。
国产FPGA厂商的追赶前景如何?
紫光国微、复旦微电、安路科技等厂商合计市占率在2021年超过15%,已在国内市场崭露头角。在国产化加速推进和AI算力需求扩张的背景下,中国FPGA厂商有望实现快速追赶。