FPGA是數字芯片的一類分支，與CPU、GPU等功能固定芯片不同的是，FPGA制造完成后可根據用戶需要，賦予其特定功能。

FPGA芯片涉及通信、工業、軍工/航天、汽車和數據中心等多個領域，且中國FPGA市場年均復合增長率預計超17%，增速顯著高于全球。

中國市場營收占據國際FPGA頭部廠商營收占比首位，國產替代空間廣闊，建議關注芯片行業明年左側布局機會。

FPGA---可以由用戶定制的高性能芯片

FPGA(Field Programmable Gate Array，現場可編程門陣列)是數字芯片的一個子門類，現場可編程性是FPGA的最大特點，CPU、GPU等芯片在被制造完成后，其功能就已被固定，而FPGA在制造完成后，可以根據用戶需要，通過EDA軟件配置特定電路，從而賦予其特定功能。FPGA的可編程技術是基于閃存、反熔絲和靜態存儲器實現的。

圖:FPGA在數字芯片中所在位置

資料來源:《FPGA原理和結構》，中信建投

FPGA 由可編程的邏輯單元(Logic Cell)、和外部進行信號交互的輸入輸出單元(Input Output Block)與連接前兩種元素的開關連線陣列(Switch Box)共三個部分構成。從產品發展角度，先進工藝(制程)、先進封裝可以提升FPGA容量，而同工藝下優化基礎單元LC的設計及其他系統設計可以提升FPGA的性能，同時軟件的持續優化、豐富的軟核IP庫也是不同廠商競爭力高低的體現。

FPGA行業高速增長，國內外差距顯著

數據中心建設、人工智能和自動駕駛等新興市場的加速發展，帶動了FPGA需求持續增長。根據Gartner預測，2020-2026年全球FPGA市場規模從55.85億美元增至96.9億美元，年均復合增長率為9.6%。另根據Frost&Sullivan預測，2021-2025年中國FPGA市場規模預計將從176.8億元增至 332.2億元，年均復合增長率為17.1%，中國FPGA市場增速高于全球。

圖:中國FPGA市場規模預測

資料來源: Frost&Sullivan,中信建投

從下游市場角度，FPGA芯片下游涉及通信、工業、軍工/航天、汽車和數據中心等領域，其中通信市場占比最高，且有望持續提升，而在以上領域中，汽車預計增速最快。

目前，FPGA行業集中度較高，根據Gartner數據，Xilinx、Intel、Lattice、Microchip 這4家美國公司共占據全球93%市場份額，國內FPGA廠商在2021年占據國內16%市場份額，國產替代空間廣闊。

圖:2021年全球FPGA市場份額(收入口徑)

資料來源: Gartner,摩根斯坦利,中信建投

國產替代空間較大，建議關注芯片行業明年左側布局機會

目前，國內FPGA廠商在產品豐富度與技術實力與國際頭部大廠存在較大差距，如14 nm 及以下的先進制程產品區間國內幾乎真空，而國內公司在28nm制程的產品矩陣豐富度亦不及海外巨頭，疊加國內產品在邏輯容量等方面的性能差距等，提升空間較大；同時國內市場容量廣闊，目前Xilinx在中國營收占比超30%，Lattice占比超50%，中國均是其最大營收地區，近期國際大廠紛紛提價，國內廠商對應可替代的市場空間充足。

綜上，無論是具有不斷迭代新增需求的民用市場，還是出于國家安全考量，有極大自主可控需求的特種市場，FPGA都有較好的國產替代前景，國內FPGA廠商成長空間廣闊。

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原文標題：芯片行業之淺談FPGA芯片

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