trustintruth · 2020年11月06日

国产FPGA小观

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来源:知乎
作者: Trustintruth

去年大热的微电子行业可谓是举国关注,今天我们从微电子中的一个小小的门类来看这个行业:FPGA;

FPGA(Field-Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。 以硬件描述语言(Verilog或VHDL)所完成的电路设计,可以经过简单的综合与布局,快速的烧录至 FPGA 上进行测试,是现代 IC设计验证的技术主流。这些可编辑元件可以被用来实现一些基本的逻辑门电路(比如AND、OR、XOR、NOT)或者更复杂一些的组合功能比如解码器或数学方程式。在大多数的FPGA里面,这些可编辑的元件里也包含记忆元件例如寄存器(Flip-flop)或者其他更加完整的记忆块。

FPGA的设计与生产,离不开两家欧美大厂:赛灵思(Xilinx)和阿尔特拉(Altera)。全球百分之九十的FPGA均是这两家厂商生产的,其中赛灵思更是大包大揽,从知识产权到设计制造技术更是令其他厂商望而却步,Altera也已经被Intel收购。而今现在FPGA在国内的使用范围和场景较过去宽泛了许多,FPGA的国产自主化设计也受到了许多人的关注。说起FPGA的自主设计,首先要说的便是位于深圳的紫光同创。紫光集团作为内地微电子行业的巨大力量,对微电子行业方方面面都有涉足,紫光同创便是国产FPGA的头牌公司。虽说是国产第一的FPGA的品牌,可由于国内设计技术与国际一流技术还有较大差距,所以即使在国内,紫光同创所占的FPGA份额也是较小的。 公司主要产品为高性能可重构系统芯片,产品主要应用于各类通信设备、终端设备、工业控制设备。在2018年7月的中国电子展上, 紫光同创主要带来了两款产品:PGT30G和PGT180H。PGT30是一款适用于工业和视频监控等应用领域的小规模FPGA产品;PGT180H是一款适用于通信、工业、信息安全等应用领域的大规模FPGA产品,它是中国第一款拥有国产自主产权的千万门级高性能FPGA,打破了国外高性能大规模FPGA产品垄断,打破了中国FPGA产业发展困局,将为中国信息产业发展起到一定的保驾护航的保障作用。

除了紫光同创,上海的安路科技也是近几年突出的国产FPGA厂商。 安路科技量产和在研产品分为三个系列:高端PHOENIX(凤凰)、中端EAGLE(猎鹰)、低端ELF(精灵),目标市场为数据中心、人工智能、通讯设备、工业控制、视频监控等广泛应用领域。 在LED显示控制方面已有一定的市场份额。安路科技的EAGLE-20相比同等规模国外器件,将提供给客户更好的性价比、更多逻辑资源、更多的灵活性。也正因为我们对产品软件和硬件拥有完全的知识产权,才得以让众多客户有机会以很少的投入,就可以实现拥有不同封装、SIP封装等客制化产品的需求,这在以往,尤其是对国外产品而言,是一件不可能的事情。除了显示控制之外,EAGLE-20可以被广泛的应用在伺服驱动、工业控制、国防军工、金融电子、通信接入等多个领域。作为拥有软、硬件完全知识产权的国产可编程逻辑器件,EAGLE-20的量产将打破国外巨头在FPGA市场长期垄断的局面。

此外, 上海遨格芯微电子有限公司(AGM) ,是国内领先的以可编程逻辑技术为基础,提供应用市场SoC芯片的半导体集成电路无生产线设计公司。 通过最近几年的不断地产品迭代和市场扩展,AGM悄悄地积累了比较稳定的客户,产品线也开始丰富起来,成为了国内FPGA的一批发展迅猛的黑马。高云半导体,依元素科技的公司也均有不错的成绩。在强大的欧美厂商面前,国产公司一往无前,推动FPGA国产化,推动中国微电子行业不断前行。

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