汽車FPGA的市場潛力與技術(shù)發(fā)展趨勢

根據(jù)IMARC Group發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2022年全球FPGA的市場規(guī)模約為114億美元，預(yù)計到2028年將達到197億美元，2023-2028年復(fù)合增長率為8.8%。

另根據(jù)Frost&Sullivan發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2021年中國FPGA的市場規(guī)模約為177億元，預(yù)計到2025年將達到332億元，2021-2025年復(fù)合增長率高達17.1%。

由這兩組數(shù)據(jù)可以看出，雖然受到ASIC的成熟市場擠壓，但在新興應(yīng)用的驅(qū)動下，F(xiàn)PGA的市場前景依舊看好。具體到細分行業(yè)，通信和工業(yè)依舊是FPGA的主賽道，除此之外汽車正在成為增長最快速的下游市場。根據(jù)Gartner的預(yù)測數(shù)據(jù)顯示，汽車FPGA市場份額將從2020年的5.9%增至2026年的12.3%。

FPGA巨頭們的汽車賽道競爭

眾所周知，F(xiàn)PGA行業(yè)經(jīng)過40多年的發(fā)展，其全球競爭格局已經(jīng)相當(dāng)穩(wěn)定。2021年，AMD（Xilinx）、Intel（Altera）、Lattice和Microchip（Microsemi）這四家行業(yè)寡頭的市占率分別達到了51%、29%、7%和6%，加總后占據(jù)全球93%的FPGA市場份額。

由于Microchip（Microsemi）的產(chǎn)品主要以反熔絲結(jié)構(gòu)FPGA和基于Flash的FPGA為主，應(yīng)用方向?qū)Ｗ⒂诿绹姽?、航空和通信領(lǐng)域。所以下面我們就來簡單聊一聊AMD（Xilinx）、Intel（Altera）、Lattice這三大家FPGA企業(yè)在汽車賽道上的布局。

值得一提的是，Altera 在2015年被Intel收購，Xilinx在2022年被AMD收購后，這兩家FPGA公司會根據(jù)母公司策略，更偏向于面向數(shù)據(jù)中心的高端FPGA市場，因此全球FPGA產(chǎn)業(yè)的格局也在隨之變化。當(dāng)然，受到智能汽車對高性能SoC需求穩(wěn)步增長的影響，AMD（Xilinx）和Intel（Altera）在過去幾年也在積極向汽車領(lǐng)域擴展。其中，AMD（Xilinx）重點關(guān)注的是ADAS、自動駕駛、車載系統(tǒng)、電氣化和網(wǎng)聯(lián)化這五大細分賽道；而Intel（Altera）重點關(guān)注的是自動駕駛、ADAS、車載體驗 (IVE)、功能安全、汽車級設(shè)備、汽車電源這六大細分賽道。整體來看，這兩家FPGA廠商更專注于中高端市場。

據(jù)悉，AMD（Xilinx）的FPGA已經(jīng)被設(shè)計到配備ADAS的車輛內(nèi)的許多插槽中，用于處理來自攝像頭、成像雷達和激光雷達的數(shù)據(jù)。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，AMD（Xilinx）在汽車電子領(lǐng)域的累計出貨量已經(jīng)超過2.05億，其中在ADAS領(lǐng)域的出貨量也已經(jīng)達到8000萬片，僅2020年一年，賽靈思就向汽車行業(yè)出貨近2000萬片器件。

當(dāng)然，在FPGA市場上，除了高端市場以外，還有高性價比的小規(guī)模FPGA市場（100k以內(nèi)邏輯單元的FPGA），以及中端FPGA市場（100k~500k邏輯單元的FPGA）。而作為全球排名第三的Lattice最為人稱道的就是其低功耗、小尺寸和高性能優(yōu)勢。

事實上，從出貨量的角度來看，Lattice是全球出貨量最大的FPGA供應(yīng)商。同時，Lattice在汽車領(lǐng)域表現(xiàn)非常搶眼。

根據(jù)官方數(shù)據(jù)顯示，Lattice在工業(yè)和汽車、通信和計算、消費電子和許可服務(wù)這三大板塊的業(yè)務(wù)規(guī)模占比分別為48%、43%和9%。由此可見，工業(yè)和汽車市場已經(jīng)超越通信和計算，成為Lattice最重要的營收來源。

當(dāng)我們結(jié)合Lattice今年上半年的財務(wù)表現(xiàn)來看，2023財年前兩個季度的營收分別為1.84億美元、1.90億美元，合計3.74億美元。如果套用前面的應(yīng)用市場比例，2023財年上半年Lattice在工業(yè)和汽車方向上的營收約為1.79億美元。

對此，Lattice亞太區(qū)汽車市場開拓經(jīng)理楊靜雯透露：“Lattice這幾年的增長主要來自于汽車領(lǐng)域，每年都會有重磅的汽車客戶選擇Lattice，包括比亞迪、三菱、松下等，而在中國基本上絕大多數(shù)新能源汽車都有Lattice的芯片，器件涵蓋從1美元到100美元的不同級別的產(chǎn)品?！?/p>

楊靜雯提到，新能源汽車對FPGA應(yīng)用點會比傳統(tǒng)燃油車多很多，但傳統(tǒng)的燃油車也對FPGA有很多的需求，而Lattice在汽車領(lǐng)域是從“三電”開始的，主要做電控控制的協(xié)處理，使得很多Tier1供應(yīng)商和車廠慢慢熟悉了FPGA，現(xiàn)在逐漸發(fā)展到車載信息娛樂顯示屏互連和數(shù)據(jù)處理、ADAS傳感器橋接和處理、低功耗區(qū)域橋接應(yīng)用等領(lǐng)域，實現(xiàn)對駕駛員、座艙和車輛的監(jiān)控。

汽車FPGA需要更“軟”的定制方案

就如Ojo-Yoshida Report主編所述，F(xiàn)PGA的實力很重要，但僅靠其本身是不夠的，要想在汽車市場取得成功，F(xiàn)PGA芯片制造商不僅需要芯片，還需要從板級向下的解決方案，將FPGA技術(shù)與自身的嵌入式專業(yè)技術(shù)緊密集成。他的這段話，當(dāng)時主要是針對AMD（Xilinx）提出的。

放到今天，楊靜雯對該觀點表示認(rèn)同，她表示：“除了芯片本身，客戶要用到FPGA，還需要賦予FPGA更多的功能和價值，所以Lattice在之前發(fā)布了sensAI、mVision、Sentry、Automate和ORAN五大解決方案集合，并在今年將公司的軟件戰(zhàn)略拓展至汽車領(lǐng)域，發(fā)布了Lattice Drive解決方案集合。”

Lattice針對汽車FPGA的客制化服務(wù)，是從Local Dimming開始的。楊靜雯透露：“在Lattice推出這些軟件配套解決方案前，客戶大多需要自研算法和自制PCB板，但自從推出這些解決方案集合后，超過50%的客戶都會用到所有的方案中的一個或兩個，顯著地縮短了產(chǎn)品的上市時間。尤其是對于汽車行業(yè)而言，汽車的開發(fā)周期通常需要1-3年不等，當(dāng)客戶采用Lattice的現(xiàn)成方案后，可以使產(chǎn)品上市時間提早3-6個月。”

事實上，當(dāng)前首發(fā)版本的Lattice Drive主要關(guān)注的是車載信息娛樂顯示屏互連和數(shù)據(jù)處理功能。具體參數(shù)如下：

• 先進的顯示屏互連和處理
  • 支持多種分辨率的縮放，最高支持4K顯示尺寸
  • 最高支持HBR 3 DisplayPort，每通道1 Gbps
  • 通過可擴展的全陣列局部調(diào)光解決方案提供圖像/視頻增強
• 多個顯示屏互連
  • 可橋接多個顯示器，提供比同類產(chǎn)品快5倍的DisplayPort接口
• 高效的數(shù)據(jù)處理
  • 能夠處理或協(xié)同處理數(shù)據(jù)以分擔(dān)CPU的負載，功耗比同類競品低75%

寫在最后

過去伴隨著通訊、3C行業(yè)和數(shù)據(jù)中心的快速發(fā)展，F(xiàn)PGA市場的迭代速度較快，但這幾年隨著FPGA在抽象層面的聚焦，疊加上先進工藝的投入產(chǎn)出比，迭代速度在減緩。這意味著FPGA靠技術(shù)迭代和產(chǎn)品迭代得到產(chǎn)品競爭優(yōu)勢的時代可能在逐漸淡去，未來FPGA的營收或市場的方向應(yīng)該是貼近市場化。