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2021年FPGA芯片行业成长空间分析FPGA（现场可编程门阵列）是集成电路中数字电路的一种。FPGA芯片是为了克服定制芯片灵活度不足以及传统编程器件门阵列数有限的一种半定制电路。FPGA芯片的功能可以重构，可以多次对其内存中写入新代码，实现不同功能，具有布线资源丰富，可重复编程，集成度高，投资较低等特点。FPGA相比定制电路效率高、灵活性强。FPGA芯片与定制电路相比，可以使用电脑编程进行多次擦写，提高灵活度并节省时间与成本。因其具备高密度、工作效率高、编程灵活等特点，在各类电子产品当中获得大量应用。与其他芯片相比，其底层逻辑运算单元的连线逻辑布局并未固化。用户可通过EDA软件对逻辑单元和开关阵列编程，进行功能配置。1.FPGA需求快速增长，中国是最主要市场高灵活性是带来的广泛需求是FPGA市场增长的主要动力。FPGA下游应用市场广泛，随着5G技术的提升、AI的推进以及汽车智能化的不断演进，全球FPGA市场规模将稳步增长。据MarketResearchFuture数据，2018年全球FPGA市场规模为63.35亿美元，预计2025年将增长至125.21亿美元，2018-2025年平均复合增长率为10.22%，其中通讯，消费电子，汽车是FPGA的主要应用场景。中国是FPGA最主要的市场之一。从区域来看，根据MarketResearchFuture的统计，2018年全球最大的FPGA市场为亚太地区，占比为39.15%，北美占比33.94%，欧洲占比19.42%；因为下游数据中心、5G和人工智能市场在未来的增长大部分集中在亚太地区，亚太地区在FPGA的需求上也将增长最快，至2025年，亚太地区在全球FPGA市场中的占比预计将会继续提高至43.94%。其中，中国市场是亚太地区市场最主要的构成部分。1.1.5G技术迭代，FPGA量价齐升FPGA凭借其其可编程的灵活性以及低延时性，在通讯协议经常变化和升级的情况下具有独特优势。由于5G通讯对基站射频芯片的连接速度、低延时、连接密度、频谱带宽的要求更高，且新增MassiveMIMO（大规模天线整列）技术、云RAN、新的基带和RF架构等5G关键技术，拥有较长的迭代升级过程和较大的技术不确定性。这使得市场很难快速推出成熟的5GASIC芯片，从而为FPGA在5G领域的运用提供了较长的时间窗口。因此，在整个5G系统方案稳定运行前，FPGA是更加理想的解决方案。5G推动FPGA量价齐升。5G推动FPGA出货量提升：1）通信基站数量增多带动FPGA零部件用量提高。由于5G信号衰减较快，基站需求量巨大同比4G时期增长明显。2）5G单基站FPGA用量较4G基站更大，由于5G大规模天线整列的高并发处理需求，单基站FPGA用量有望从4G时期2-3块提高到5G时期4-5块，一定程度带动FPGA整体用量。5G对FPGA性能提出更高要求：在单价方面，FPGA主要用在收发器的基带中，5G时代由于通道数的增加，计算复杂度增加，所用FPGA的规模将增加，由于FPGA的定价与规模正相关，未来单价有望进一步提高。1.2.AI逐渐普及，FPGA发力异构计算得益于FPGA并行性和低延时性的优势，FPGA在人工智能加速卡领域应用广泛。通常情形中，FPGA会与CPU搭配，起到CPU加速器的作用，即把CPU的部分数据运算卸载至FPGA，将部分需要实时处理/加速定制化的计算交由FPGA执行。无论是赛灵思还是英特尔，其FPGA在数据中心运算方面的产品形态均为加速器，在服务器中与CPU进行配合。此外FPGA在人工智能领域处理效率及灵活性具有显著优势，与GPU相比，FPGA具备明显的能效优势，即相同性能下FPGA的单位能耗更低；与ASIC相比，ASIC的灵活性不足，而AI神经网络演进的速度较快，ASIC无法跟上算法的迭代更新。因此具备可编程特性且灵活多变的FPGA芯片有望提升在AI领域的地位。根据SemicoResearch的数据，2018年用于AI的FPGA市场规模约10亿美元，预计2019年为18亿美元。到2023年，用于AI的FPGA市场规模将增长3倍，达到52亿美元。1.3.汽车电动化加速，FPGA低时延存在天然优势FPGA在汽车中的应用越来越广泛，扮演着越来越重要的角色。FPGA在汽车电子中的应用主要有以下几个领域。在系统接口及控制领域，FPGA芯片用于控制和驱动电动汽车电机控制系统，连接驾驶系统、仪表盘、雷达、超声波传感器等各种车载设备，实现激光雷达、毫米波雷达等信号处理和控制。在视频桥接和融合领域，相较其他通用芯片方案，FPGA方案在辅助驾驶的视频分析功能中可采用超低延时精确算法对来自车辆摄像机的实时视频输入信号进行分析，及时做出判断，并且FPGA方案可以在不进行重新设计的前提下实现重新编程，以适应不断发展的算法，从而缩短整体方