长江证券-FPGA行业深度研究：灵活普适，边界扩张-210730

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灵活普适的万用型“积木”芯片FPGA（Field-ProgrammableGateArray）是现场可编程门阵列的简称。

它是一种半导体集成电路，是基于PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上形成再次发展的成品。

由于可塑性高，自1984年被Xilinx发明以来，FPGA几乎完全遵循摩尔定律的发展。

如果门电路的规模足够大，FPGA通过编程能实现任意芯片的逻辑功能，这样一块由基本逻辑阵列块的“积木”搭建起来的“积木”芯片，有着无限的拓展和想象空间。

技术成熟+应用拓宽，FPGA已振翅起飞在功能设计灵活、适应能力强、兼容配合优势、制造开发周期短、总体持有成本低等优势的加持下，叠加下游市场需求的持续扩容，FPGA的应用场景从通信收发器、消费电子等拓展至汽车电子、数据中心、高性能计算、医疗检测等。

尤其在部分应用场景具有不可替代性，FPGA芯片在技术不稳定、灵活度需求高、需求量小的场景具备ASIC、CPU、GPU不可替代的低研发成本、制造成本优势。

我们认为，未来5G通信构建信息传输大动脉、万物互联形成数据微神经、大数据与AI构成人工大脑的大时代背景之下，FPGA将在通信传输、数据中心加速、AI等领域大放异彩，行业容量有望持续扩充。

海外龙头高度垄断，软硬件一体化+异构平台化将成竞争点长期以来北美龙头企业把持FPGA头部市场。

北美地区Xilinx、Intel（收购Altera）保持FPGA市场双寡头垄断格局。

2019年中国FPGA市场中市场份额排名前二的供应商合计占据了91.1%的市场份额，Xilinx、Intel（Altera）分别以71.4亿元、46.7亿元的销售额位列市场前二位，市占率达55.1%、36.0%。

未来FPGA产品本身将进一步聚焦于更高的存储器带宽、AI优化、低功耗和小尺寸，而对于企业而言，从单纯的芯片提供商，不断吸收第三方的IP与应用，转变为系统级解决方案提供商，提供完整的开发环境和多样化产品组合，从而构建一个富有活力的FPGA生态系统，是一条必经之路。

行业壁垒虽高企，国产替代已当时目前国产FPGA与海外仍有一定差距，如工艺制程上FPGA行业的国际龙头企业Xilinx已推出采用7nmFinFET工艺的FPGA产品，而国内FPGA量产产品中最为先进的采用了28nm的工艺制程，主流产品主要为55nm工艺制程；在异构集成上，Xilinx的Versal系列产品已实现包含CPU、FPGA、AI引擎、高速接口的复杂SoC架构，国内目前的FPSoC产品仅集成CPU核，集成更复杂功能的FPSoC产品仍处于研发中。

但庞大的需求+逐渐成熟的产业预示着广阔的发展空间。

在AI、IoT、5G快速发展的情况下，预计将带来庞大的FPGA增量市场，中国FPGA的发展红利在于需求市场足够大，有需求就要有相应产品来支持。

同时，从信息、产业和安全等方面考虑，中国不仅需要自主FPGA，而且还需要将其快速国产化，这对于国内厂商而言是一种时代机遇。

风险提示：1.FPGA下游应用拓展不及预期；2.国内FPGA替代进程不及预期。