百亿市场的优质赛道，FPGA芯片行业发展空间大，5赛道值得关注

前言：今天就是21年的最后一天了，这一年连我自己都记不清到底分享了多少篇内容了，不过可以确定的是明年我还会继续跟乡亲们分享新的内容。今天要分享的是FPGA芯片行业，提到FPGA芯片可能有的人会觉得陌生，但是提到EDA应该有更多人熟悉，其实它们两个有千丝万缕的联系，文章中我会细说。

本篇目录
1.事件背景
2.认识FPGA芯片
3.需求分析
4.竞争格局
5.行业前景
6.市场空间
7.投资策略及相关上市公司

一，事件背景

近日“EDA第一股”概伦电子上市，近年来，随着集成电路产业上下游协同显著增强，国家和市场对国产EDA行业重视程度的不断增加，国产EDA迎来重要发展机遇。目前，包括华大九天、广立微、思尔芯等在内的多家EDA企业均处于IPO进程，而概伦电子率先登陆科创板，也意味着境内资本市场正式迎来首家以EDA为主营业务的上市公司。

二，认识FPGA芯片

FPGA 芯片属于逻辑芯片大类，逻辑芯片按功能可分为四大类芯片：通用处理器芯片（包含中央处理芯片 CPU、图形处理芯片 GPU，数字信号处理芯片 DSP等）、存储器芯片、专用集成电路芯片和现场可编程逻辑阵列芯片（FPGA）。

与其他三类集成电路相比， FPGA 芯片的最大特点是现场可编程性。用户可以根据自己的实际需要对 FPGA 芯片进行功能配置，从而将空白的 FPGA 芯片转化为具有特定功能的集成电路芯片，每颗 FPGA 芯片均可以进行多次不同功能配置，从而实现不同的功能。

用户对FPGA 芯片进行配置需要用到FPGA 专用 EDA 软件。因此，FPGA芯片公司不仅需要提供芯片，还需要提供专用的EDA软件来对芯片进行配置。所以 FPGA 芯片公司不仅仅是集成电路设计企业，还必须是集成电路 EDA 软件企业。

三，需求分析

1.需求领域

1)网络通信和 5G需求

FPGA 芯片目前被大量应用在无线通信和有线通信设备中，实现接口扩展、逻辑控制、数据处理、单芯片系统等各种功能。在有线通信领域，FPGA 芯片被应用于数据接入、传送、路由器、交换机的多种电路板中；在无线通信领域，FPGA芯片被应用在无线通信基站和射频处理单元的多种电路板。

网络通信领域是 FPGA 芯片的主要应用市场之一，2020 年应用于网络通信领域的 FPGA 芯片中国销售额将达到 62.1 亿元，占中国 FPGA芯片市场份额的 41.3%，2021 年至 2025 年年均复合增长率将达到 17.5%。

2)工业需求

FPGA芯片在工业领域应用非常广泛，大量应用在视频处理、图像处理、数控机床等领域实现信号控制和运算加速功能。工业领域也是FPGA 芯片的主要应用市场之一，Frost&Sullivan 数据显示 2020年应用于该领域的 FPGA 芯片中国市场销售额将达到 47.4亿元，占中国 FPGA 芯片市场份额的 31.5%。

3）数据中心需求

数据中心是 FPGA 芯片的新兴应用市场之一，数据显示 2020年应用于该领域的 FPGA 芯片中国销售额将达到 16.1 亿元，占中国 FPGA 芯片市场份额的 10.7%， 2021 年至 2025年年均复合增长率将达到 16.6%。FPGA 芯片在数据中心领域主要用于硬件加速，数据中心使用 FPGA 芯片代替传统的 CPU 方案后，处理其自定义算法时可实现显著的加速效果。

4）汽车需求

FPGA 芯片在汽车领域的需求更加广泛，数据显示2020年应用于该领域的FPGA芯片中国销售额将达到9.5 亿元，预计2025年达 26.3亿元，年均复合增长率为 22.7%。

在汽车电子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；

在视频桥接和融合领域，FPGA 芯片可用于实现多个图像传感器的信号桥接、 3D 环视视频融合等功能；

在辅助驾驶和自动驾驶领域，FPGA 芯片可用于实现机器视觉与目标检测等各种功能；

在高级驾驶辅助系统（ADAS）、汽车信息娱乐系统等新兴汽车电子领域，FPGA 芯片成功地应对了自动驾驶要求的快速演变，成为提升用户驾驶体验和信息娱乐体验不可或缺的一部分。

5）人工智能需求

人工智能算法芯片实现分为云侧处理和端侧处理：在云侧处理时，FPGA芯片内在并行处理单元达到百万级，可以做到真正并行运算，较为适合人工智能的实时决策需求；在端侧处理领域，FPGA 芯片可实现快速推断决策，有效地满足了用户对各种神经网络设计的要求。据Frost&Sullivan，中国 FPGA 人工智能领域市场 2020 年规模 5.8 亿元，预计2025年达 12.5 亿元。

2.需求结构

需求结构目前仍以 100K 以下以及28nm以上制程为主。

按逻辑单元拆分，目前 100K 以下逻辑单元的 FPGA 芯片仍是市场需求量最大的部分，其次为 100K-500K 逻辑单元部分。中国市场 2019 年以销售额计，100K 逻辑单元以下的 FPGA 芯占据了 38.2%的市场份额，100K-500K 逻辑单元的 FPGA 芯片占据了 31.7%的市场份额；按制程拆分，目前 28nm-90nm 制程区间内的 FPGA 芯片由于其较高的性价比，与较高的良品率依然占据了市场的主要地位。

此外，由于先进制程产品具有更低功耗与面积和更高的性能，28nm 以下制程的 FPGA 芯片预计将快速发展。中国市场 2019 年以销售额计， 28nm-90nm 制程的 FPGA 芯片占据了 63.3%的市场份额，28nm 以下制程的 FPGA 芯片占据了 20.9%的市场份额。

四，竞争格局

1.FPGA芯片国外起步较早，高度垄断市场

根据 Frost&Sullivan的统计数据，以出货量为口径，2019 年中国 FPGA 芯片市场有超80%的份额被外商占据，前三名供应商为赛灵思、英特尔和莱蒂斯，出货量分别为 5200 万颗，3600万颗和 3300 万颗，占比36.6%、25.3%和 23.2%，国产厂商安路科技排在第四位，占比仅 6%。若以销售额口径统计，市场呈现双寡头形式，2019 年赛灵思和英特尔两家的合计占有率达 91.1%，安路科技排名第四，占比 0.9%，在国产厂商中排名第一。

2.全球FPGA竞争栺局：“两大两小”

“两大”：赛灵思和Altera，主要布局5G以及AI，主打可编程逡辑器件，带有软件工具癿可编程逡辑技术、知识产权(IP)和技术服务,合计占87%癿市场仹额；

“两小”：Lattice和Microsemi，其中Lattice主要面吐IoT市场，而Microsemi主要聚焦航空航天和军工市场。

3.国内公司主要面向中低端市场，技术水平仍存在差距

国内 FPGA 市场起步较晚，相关技术人员匮乏，主要面向低密度市场扩展自身份额，逐步实现国产替代。

1）从技术水平上看

国内厂商与国际龙头仍存在较大差距。赛灵思拥有各项专利 5300 项，相比之下紫光同创仅有300项，在FPGA核心专利大部分被外商掌握的前提下，FPGA 芯片的国产化需要更长时期的技术积累和投入。

2）从工艺制成、门级规模及SerDes 几个 FPGA 关键技术指标来看

赛灵思等外资厂商仍具有明显的技术优势，在 28nm 制程复旦微电等公司技术已经区域成熟，但更先进制程，如 7nm 等技术依然被外商垄断，国产替代任重而道远。

3）随着车联网技术的发展，汽车行业也将使用 FPGA 芯片，以构建更完善的车联网以及实现更智能的自动驾驶功能。因此，新一代通信技术、物联网和车联网的发展将大大提升市场对 FPGA 芯片的需求，推动 FPGA 产业持续发展。

五，行业前景

1.5G+AI+汽车电子引领行业增长

得益于 FPGA 高灵活性，可扩展的优点，FPGA 的下游应用十分广阔，包括网络通信、消费电子、数据中心、汽车电子、人工智能等领域。目前随着 5G 通信的快速渗透，人工智能的蓬勃发展以及汽车智能化趋势不断加强，预计未来通信、AI、汽车电子三项领域 FPGA 需求量将不断提高，市场规模有望持续收益。

2.多种因素将进一步刺激FPGA芯片的需求量

1）随着新一代通信技术的商用化，通信基站、服务器、智能终端等产品的需求将进一步扩大，从而带动 FPGA 芯片市场需求的提升。

2）智慧城市、智能工厂、消费电子对各类智能物联网设备等的功能性更加看重，这将驱使 FPGA 芯片在智能物联网设备中的广泛应用。

六，市场空间

1.全球市场

根据 Frost&Sullivan统计数据，FPGA 全球市场规模从 2016 年的约 43.4 亿美元增长至 2020 年约60.8亿美元，年均复合增长率约为 8.8%。随着全球新一代通信设备以及人工智能与自动驾驶技术等新兴市场领域需求的不断增长，预计全球 FPGA 市场规模将从 2021 年的68.6 亿美元增长至 2025 年 125.8 亿美元，年均复合增长率约为 16.4%。

2.中国市场

中国 FPGA 市场从2016年的约 65.5亿元增长至 2020 年的约150.3 亿元，年均复合增长率约为 23.1%。随着国产替代进程的进一步加速，预计到 2025 年中国 FPGA 市场规模将达到约332.2 亿元。

七，投资策略相关上市公司

1.投资策略

国内龙头公司的核心团队均具备多年 FPGA 从业和研发经验，核心技术过硬，且都在各个下游领域有一定的突破，收入规模快速增长。预计未来国内 FPGA 公司将充分享受行业高增长高壁垒+国产替代提升市占率的双重红利，重点关注 FPGA 领域龙头公司未来投资机会。

2.相关上市公司

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