边缘AI成重要驱动力，FPGA厂商加速布局垂直市场

21世纪经济报道记者 张赛男 实习生殷新宇 上海报道

当下，生成式AI正从训练转向推理，更接近用户的边缘推理计算需求正在增长，这给FPGA厂商提供了机会。

在莱迪思半导体近日举办的开发者大会上，公司亚太地区应用工程高级总监谢征帆在受访时透露，“AI分为训练和推理两个阶段，从算力上来看，AI训练的需求超出FPGA的能力，因此莱迪思更加专注于AI推理，尤其是在边缘端的推理应用。”

他进一步解释，“由于边缘端推理通常对功耗有更高的要求，而在性能上可以做一定妥协。同时，很多情况下传感器采集到的数据无法直接输入AI网络，需要进行预处理，而这部分工作很多时候依赖于FPGA来完成。”

FPGA因具有灵活性和可编程性被称为“万能芯片”，应用领域不断拓展。据莱迪思预测，未来4~6年，FPGA的增长速度会高于整个半导体市场。

AI是主要驱动因素

记者观察到，在本场发布会上，AI是一个高频出现的词汇，莱迪思多次谈及AI带来的机会。而其之所以看好FPGA市场的增长速度，离不开AI的推动。

谢征帆分析，市场主要的驱动力来自三个方面，分别是网络边缘AI、网络安全和机器人。

他表示，“边缘AI的发展要求FPGA芯片实现最好适配，这块集中在AI推理的需求。同时FPGA芯片也能在数据中心起到一定作用，一方面是实现平台管理的功能，另一方面是网络安全的考量。FPGA在安全性上是开发和部署的重点，这会对接口的带宽提出较高需求，因此我们需要提供针对不同传感器接口的适配方案，并提升带宽性能。最后是机器人发展带来的需求，目前这个领域也有一些和AI相关的需求。”

具体来看，在实现网络边缘AI功能上，FPGA发挥着关键作用。“一个有效的解决方案是将数据预处理与AI推理集成到同一个FPGA芯片中，从而实现单芯片边缘AI方案。在这种方案中，神经网络算法还可以进行优化，包括调整数据字节宽度、减少运算量等操作。另一个优势是，利用FPGA的可编程特性，即便是已经部署的版本，在未来开发阶段仍然可以进行优化。如果发现之前的版本有改进空间，可以通过远程在线升级来优化已部署在客户侧的设备。”

谢征帆还举例说明了FPGA芯片可实现的AI应用：“例如工业领域的预测性维护，FPGA芯片可以实时采集马达数据，通过AI功能来分析马达的运行状态，这样可以在马达失效前提示上层软件进行维护操作。在汽车领域DMS（driver monitor system）领域，也可以使用AI功能来对驾驶员状态进行检测。”

此外，在情景智能方面，FPGA芯片也可以实现AI推理功能，包括人机交互、对象识别、头部跟踪等。

看好新能源汽车市场

就下游应用看，在通信、工业、汽车电子、消费类电子领域，FPGA的身影无处不在。

“大部分客户都是看中了FPGA拥有的独特优势，比如可编程性，这样产品即使发布到客户端后，还能通过远程的升级实现修复问题或添加新功能。同时，因为FPGA芯片的低功耗和小尺寸，可以把它部署在靠近传感器的那一端，从而提升系统的集成度，也能适配于不同的I/O（输入/输出）的需求，进行接口转换。基于FPGA的这些特性，可以帮助客户加速产品上市。”谢征帆说。

他还表示，通常FPGA在通信、工业以及消费电子上应用较多，近两年在汽车、医疗、新能源领域，FPGA也起到了核心作用。“工业客户是我们最大的一类市场，涵盖了多个应用领域，从国内去年和今年的情况看，工业客户的订单增长量较大。然而，从长期来看，潜力最大的是汽车市场，这也是客户数量增长较多的一个行业。”

他介绍，从国内新车销售的情况来看，新能源汽车已经占据了非常大的市场份额，个别月份的增量超过了50%。在汽车领域，新能源汽车已成为一个领先市场，莱迪思对FPGA在这一领域的增速有较好的预期。

目前，莱迪思与国内的多家新能源汽车厂商保持密切的合作关系，并提供了许多新的解决方案，例如驾驶员监视系统（DMS）、传统仪表盘、OSD以及抬头显示等。不过，谢征帆也表示，汽车行业的开发周期较长，产品生命周期也相对较长，因此会与新能源汽车客户保持充分的耐心，共同实现稳健增长。

未来，莱迪思将在客户端AI领域继续推出新的方案，同时探索AI在其他垂直领域的应用。“目前主要关注的两个领域是汽车和工业。在汽车领域，例如驾驶员监控系统（DMS）是AI在汽车中的一个重要应用。我们也在研究AI如何在工业应用中落地，特别是在预测性维护等方面。此外，如农产品分类也可以应用AI技术。我们希望将AI应用推广到更多的垂直市场。”

尽管FPGA市场在多个应用领域展现出了良好的发展潜力，但也面临着诸多挑战。

在谢征帆看来，目前行业面临的挑战是所有客户都需要创新。在中国，许多行业都存在激烈的竞争，客户们在新产品的功能上都需要具有创新性。“从莱迪思来看，我们在解决方案集合中选择的主题，实际上是我们通过与众多客户沟通和交流，从他们的痛点中总结出来的需求。因此，从莱迪思的角度出发，我们能够提供针对这些痛点的解决方案，客户可以参考这些解决方案集合，进而将其应用到他们的新产品开发中，帮助他们提供创新的功能。”

除此之外，逐渐崛起的FPGA中国厂商也让莱迪思感受到了竞争压力。虽然目前FPGA市场由三大巨头Xilinx、Altera、莱迪思主导，但以安路科技、复旦微电为代表的国内FPGA厂商也已经推出了成熟的产品。

谢征帆表示，FPGA领域目前在中国有许多竞争对手。为了应对这种竞争，在产品开发的长期规划中，需要更加注重创新。无论是在功耗、安全性，还是整个嵌入式系统解决方案方面，希望在未来的FPGA产品中做出差异化。