最近，瑞薩宣布入局FPGA芯片市場，結果引來了不小的震動。那么，FPGA芯片到底是何方圣神，為何有這么大的能量？
什么是FPGA芯片？
FPGA的中文名稱是現場可編程門陣列，全稱為Field Programmable Gate Array。FPGA芯片是在GAL（可編程通用邏輯器件）、CPLD（復雜可編程邏輯器件）、PAL（可編程陣列邏輯）等可編程器件的基礎上演變而來的。在專用集成電路（ASIC，Application Specific Integrated Circuit的簡稱）領域內，FPGA以半定制電路的身份出現。FPGA的出現，即可以克服定制電路功能僵化的問題，又能夠解決原可編程器件門電路數局限的弊端。
FPGA芯片的最大特點是，出廠時是沒有設置任何功能的，但是可以使用專用EDA軟件，根據用戶的具體功能需求，隨時對FPGA芯片進行編程。因此，FPGA芯片非常依賴EDA軟件，來完成具體功能的設計，對底層算法架構反而依賴很少。
FPGA可以讓設備制造商在現場隨意改寫電路結構，改寫的過程完全通過EDA軟件來進行，不涉及硬件電路的更改，這樣就可以節省包括掩膜等的開發費用。設計完成電路結構后，也不需要進行電路的布線、布局等流程，直接就可以使用功能，大大縮減了芯片設計環節。
因此，在設計開發和構建原型時，FPGA是最有效率的方式。由于使用FPGA來進行設計時，不涉及硬件電路的改動，試錯成本非常低，而且可以重復操作，利用率非常高。
與ASIC芯片相比，FPGA芯片的設計靈活性更高，在功能方面突破了專用芯片的限制。與傳統可編程器件相比，FPGA還能添加更多的電路數量，在功能多元化的實現方面，優勢更加突出。
同時，在可編程屬性的加持下，FPGA能夠在功耗、算力和成本方面進行均衡設計。與GPU和CPU相比，通過FPGA設計的芯片在算速和功耗方面都具有優勢。
FPGA芯片的應用范圍及市場規模
FPGA技術的可編程性，在一些行業具有高度適應性，因此在洪流滾滾的芯片浪潮中露出了自己的頭角。在CPU、GPU、ASIC的混戰之中，建立了一座自己的城池。
芯片設計師使用硬件描述語言，將各種數理邏輯以軟件的形式下載到FPGA 里，就可以重新設計芯片的功能。這使得在一些技術發展更迭迅速和沒有成熟技術標準的行業，FPGA可以大幅降低芯片設計的試錯成本和投資成本，兼具經濟性和功能性。
在消費電子、人工智能、網絡通信、數據中心、工業控制和汽車電子等領域及其下游市場，都是FPGA芯片的應用場景。隨著5G技術的深化，全球新一代通信設備的部署，自動駕駛技術和人工智能的不斷商業化，FPGA芯片的需求還會繼續增長。
據統計，去年全世界FPGA芯片的總營收超過了60億美金。在AI和5G技術不斷進步的情況下，全球FPGA芯片的市場份額還會穩步上升。據全球企業增長咨詢公司---弗若斯特沙利文（Frost&Sullivan）預測，到2025年，全球FPGA芯片的市場規模將達到125.8億美金，年化復合增長率為16.4%。
雖然FPGA芯片具有非常重要的優勢，但這些優勢只在特定的芯片研發階段才能體現。FPGA不需要進行大量流片，就能完成芯片的驗證，因此在研發類項目和試量產階段的性價比最高。在部分應用場景下，能夠做到部分替代ASIC。但當項目已經成熟，或者進入量產階段后，FPGA芯片的成本優勢和性能優勢就大幅下降了。
所以，FPGA芯片市場在未來幾年雖然會大幅增長，但它也只是解決了部分芯片研發階段的成本和性能問題，其市場份額終有極限。
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