出货破1500万片，这家国产FPGA厂商悄悄做到了！（附视频）
2017年，一起中资背景企业对美国芯片厂商的并购低调进行中，同年9月，美国总统特朗普以“国家战略安全”为由亲自下达了否决并要求双方永久性放弃收购的行政指令，彻底点燃了舆论热点，即便这家定位中低端市场的美国企业已经陷入市场份额下降、人才流失和技术产品更新停滞的困境。
这不是中资公司第一次收购美国芯片企业受阻，但美国政府介入之后，事件走向又仿佛欧·亨利式的故事结局，意料之外又在情理之中，只因为故事的主角是军工、航天技术的核心器件——FPGA（现场可编程门阵列）！
图：高云半导体资深产品市场经理 Ivy Zhao
在四月份的CITE 2019现场，“芯片大师”（立创商城旗下芯媒体）专访了中国FPGA领域代表企业——高云半导体（GOWIN），恰逢高云FPGA累计出货突破1500万片大关，我们期望深入了解这家FPGA“中国芯”厂商的收获与展望。
产业面貌
Industry
作为重要性比肩CPU、DSP、ASIC的典型集成电路芯片，现场可编程门阵列（FPGA）在很多芯片从业者眼中却是“小而美”的代表——因为其编程灵活性、高性能、短开发周期，同时FPGA是摩尔定律出现后20年才诞生的后起之秀，整体市场规模不大且以高端市场为代表，目前已经从航天、军工、通信延伸至汽车、工控和消费电子领域。
行业流传的一个故事中，某些用途不便描述的FPGA单价卖到了500万美元。
“橡皮泥芯片”
因为通过软件编程来控制逻辑门阵列和硬件资源，FPGA实现了芯片设计根据需求来实时更改（甚至通过网络远程完成），所以有“橡皮泥芯片”或“万能芯片”的说法。
凭借这种能够显著优化设计效率、开发周期的特性，FPGA比纯定制的ASIC和硬件完全固化的CPU在快速研发部署和降低单次设计成本上更具性价比，为很多厂商和应用场景打开了想象空间。同时，较大的芯片面积、并行计算方式在某些任务上运算效率更高。
行业特征
图：2018年全球主要FPGA厂商
作为主要通用芯片的一员，FPGA总体设计难度和进入门槛极高，根据Gatner发布的数据，行业呈现头部厂商高度垄断的态势，我们总结认为这是由于以下三点特征决定的：
一是应用复杂且特殊性强，如军工和航天级产品涉及敏感的航天器、雷达和精确制导武器，消费市场产品设计需要考虑到多种使用需求和硬件资源；二是非常依赖软件编程，FPGA的编译、仿真等需要一整套完整、专用的软件工具和生态；三是IP和制程门槛，行业领先厂商建立了从底层指令集、IP到软硬件的专利优势，随着行业前两大厂商相继迈入10nm时代，先进制程FPGA的对厂商设计能力、成本控制是很大的考验。
FPGA市场固然进入门槛高且未来将愈发依赖技术和资金，但中国企业并非没有机会。
图：基于28nm的高云第三代产品应用
从下游应用来看，一部分需求如数据中心、医疗、AI视觉处理等已经能够支撑FPGA较高的成本，其中这些领域不少厂商已经开始采用本土FPGA供应商提供的方案。同时，美国两家头部厂商逐渐将研发重心转向高端市场已成趋势。我们判断，一方面国际巨头逐渐退出的中低密度市场将给本土厂商带来替代机会，况且FPGA是国内亟需替代的芯片，二是内生市场体量扩大，有助于培养本土FPGA企业走向高密度、高附加值领域。
图：高云晨熙家族的产品特性
截至2019年3月底，高云半导体宣布累计出货1500万片，成功进入工业、车载、通信、家电、消费及IoT等领域，在本土厂商和民用领域已经位居前列。针对芯片大师提出的一些问题，下面是对高云半导体资深产品市场经理 Ivy Zhao的专访。
对话高云
Dialogue with GOWIN
（专访节选，时长5:46，建议在WiFi环境下观看）
“芯片大师”：谢谢Ivy接受我们的专访，FPGA尤其是本土厂商的产品对很多工程师用户尚且陌生，今天现场借CITE的机会，请您给我们介绍一下高云？
Ivy Zhao：好的，高云半导体成立于2014年1月，2016年底我们发布小蜜蜂和晨熙两大家族的FPGA产品，到2018年底高云累计出货量突破了1000万片。高云的产品基于市场需求走技术创新和差异化设计路线，其中小蜜蜂家族主要面向低密度FPGA市场，具有低功耗、瞬时启动、低成本、非易失性、高安全性、封装类型丰富等特点。晨熙家族产品作为中密度FPGA典型代表，采用了成熟的55nm SRAM制造工艺，可广泛应用于通信网络、工业控制、工业视频、服务器、消费电子等领域。
图：主打低密度、低功耗的小蜜蜂家族
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第一颗车规FPGA芯片将于年底推出
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“芯片大师”：FPGA诞生较晚但发展迅速，已经发展成为应用非常广泛的芯片，除了传统市场高云的产品针对热点领域如智能汽车、AI、5G有何部署？
Ivy Zhao：是的，比如自动驾驶领域，高云的两大家族芯片均支持MIPI接口，在多路图像汇聚和处理上我们已经推出了解决方案，在电动汽车的中控显示上我们已经有成熟的车载显示方案供客户选择。
图：高云展示的车载显示方案
并且针对AI、边缘计算等领域，我们将在今年推出一款100T的FPGA芯片，配备12路高速Serdes，更高的密度和带宽能够实现这些领域的复杂算法，进军高密度、高附加值领域也是高云的长期发展目标。
图：高云半导体产品路标
“芯片大师”：具体而言，高云在汽车领域的耕耘是否意味着将有标准认证的车规芯片投入市场？如果有，能否透露这方面的细节？
Ivy Zhao：是的，高云此前已投车规晶圆来制造芯片，车规方面的认证正在进行中，预计第一颗通过认证的车规芯片将在今年的12月份跟大家见面。按照目前情况来看，有可能是第一颗本土车规FPGA芯片。
图：高云各应用领域成功案例（部分）
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两年，从100万片到1000万片
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“芯片大师”：过去的两年全球半导体市场经历了持续的周期性上涨，2018年国内芯片厂商也取得了长足的进步，这方面请教一下高云半导体有没有相关的数据跟我们分享？
Ivy Zhao：是的，过去两年对于高云半导体也有如此。我们的芯片年出货量从2017年的100万片提高到2018年的800+万片，增长率达到800%，但一方面是因为我们基数并不大，另一方面我们认为FPGA市场还大有潜力可挖，我们很期待2019年的出货量数据。
笔者注：截至发稿前高云4月份发布的数据显示，FPGA累计出货量已突破1500万片。
高云目前的市场策略是两条路线同步在走，一条针对是中低端的市场主打差异化和技术创新的设计，比如小蜜蜂家族集成Cortex-M3内核的GW1NS系列，超低功耗的GW1NZ系列；另外高端方面我们瞄准未来的5G、AI和自动驾驶需求，推出高密度产品，比如基于28nm、115K级别的GW3AT系列。
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长期：本土FPGA机遇大于挑战
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图：高云的全球布局
“芯片大师”：除了上述提到的行情波动，2018年芯片领域发生的另一件大事是贸易摩擦，FPGA作为核心的芯片是否意味着将面临一些阻碍？长远来看，您认为全球市场和不确定因素对本土FPGA厂商是挑战还是机遇？
Ivy Zhao：高云半导体是全球布局的公司，除了中国市场，我们在欧洲、美洲和亚太其他国家都有部署，就目前来看我们的产品出口并未受到影响。
长期来看我认为是机遇大于挑战。我们最大的挑战归根到底来自于时间，大部分国内FPGA企业起步较晚，落后国际头部企业较长时间（笔者注：FPGA发明于1985年，本土厂商大多成立于2010年后），造成我们对FPGA的重要性认知、技术储备、人才培养等方面都不够。
同时，贸易摩擦让我们对本土FPGA产品的重视达到前所未有的程度，我认为本土FPGA行业的机遇在于：一，抱定非做不可且必须做好的信念和决心，意味着将有更多厂商、资金和人才关注并投入到FPGA领域；二，从产品来看，我们的中低密度产品和国外产品的技术差距已经抹平甚至超出，未来延伸到高端市场我们仍然有信心；三，巨大的本土市场和国产替代提供了FPGA前所未有的发展良机，需要我们面向市场、夯实技术、循序渐进。
笔者按
图：2018年FPGA地区市场分布
根据Gatner提供的数据，2018年全球FPGA市场规模约65亿美元，承担大部分FPGA芯片设计和下游应用的亚太和北美地区对的需求占比超过70%。预测认为，下游应用市场尤其是数据中心和汽车智能化的增长将推动亚洲市场占比进一步提高，未来五年内以中国为中心的亚太地区将是FPGA厂商角逐的主战场。
图：2018年FPGA下游应用市场分布
同时，通信、消费电子和汽车支撑了FPGA民用领域的主要需求，这里需要特别关注的是数据中心。随着近两年全球七大超级云计算数据中心陆续大规模部署FPGA，2018年FPGA领先厂商发布了以数据中心优先的新战略是一个缩影。尽管微软、亚马逊乃至BAT等多家互联网巨头都有自研ASIC的举措，但目前FPGA提供的出色算力和灵活性仍然是最优选择。
应该看到的是，我们有庞大的增量市场和应用前景，我国FPGA企业虽然发展迅速，但整体产业起步较晚，产业规模仍较小，在可以预见的未来，通过并购获得国外FPGA技术和市场将非常困难。
高云半导体团队深厚的技术积淀终于结下果实，了解了高云出货1500万片的背后，笔者认为有几点值得思考：
1、优先布局中低端，立足市场的差异化创新和快速迭代；
2、跟踪主流，抢先布局新兴市场；
3、正向研发，注重完善软件工具和生态建设。
4月23日是人民海军70周年，百尺竿头，我们的主战装备跨入世界顶尖行列背后高性能的军工芯片甚至FPGA必不可少，民用市场和厂商渐入佳境，中国FPGA自主化时代已经开启。
关于高云半导体
About GOWIN
广东高云半导体科技股份有限公司是一家以国产现场可编程逻辑器件（FPGA）研发与产业化为核心，旨在推出具有核心自主知识产权的民族品牌FPGA芯片，提供集设计软件、IP核、参照设计、开发板、定制服务等一体化完整解决方案的高科技企业。目前研发团队有150余人，在中国大陆（广州、济南、上海）、中国香港和美国硅谷建立了研发中心，在亚太、北美和欧洲设立销售点。于2015年Q1量产出国内第一块产业化的55nm工艺400万门的中密度FPGA芯片，2016年Q1推出国内首颗55nm嵌入式Flash SRAM的非易失性FPGA芯片，2018年底FPGA累计出货突破1000万片，2019年一季度累计出货突破1500万片。
附：目前高云半导体11款产品（包括4款开发板，4款小蜜蜂家族和3款晨熙家族的主流常用FPGA芯片）已上线立创商城，点击阅读原文查看。
End
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