国产FPGA产品力如何？看这3家上市厂商就够了
fpga作为一种逻辑芯片，硬件架构独特，具有并行性、低延时性和灵活性等特性，应用领域广泛。fpga市场主要玩家是英特尔、amd、莱迪思、microchip、achronix等；国内厂商包括复旦微电、紫光国微、安路科技、东土科技、高云半导体、京微齐力、京微雅格、智多晶、遨格芯等。
fpga市场趋势资料显示，截至2022年我国fpga行业市场规模约为269.9亿元，市场均价约为44.73元/片。就产品和应用而言，目前fpga市场主要有几个趋势：
（1）低端fpga和基于sram的fpga主导市场
低端fpga将在预测期内占据最大份额，因为其具有较高的电源效率，适用于电池供电系统、物联网设备和便携式工具。基于sram的fpga采用互补金属氧化物半导体（cmos）技术，无需额外工艺步骤，使其更高效、更通用。
（2）通信应用占据最大份额
通信应用在预测期内将占最大份额，得益于fpga具备接口和控制功能，在通信和网络应用中的使用一直在快速增长，在5g通信领域，fpga可以实现高性能的信号处理、实时数据传输和灵活的网络配置。全球互联网用户和网络基础设施提供商数量增加，预计通信领域对fpga需求将继续增加。
图注：2022年国内fpga下游应用占比（来源：frost&sullivan）芯查查制图
工业是fpga第二大类应用，fpga被用于自动化控制、通信、图像处理、嵌入式系统等。以嵌入式系统为例，fpga可以用于实现各种外设接口和控制器，以及复杂的信号处理和算法加速；在测试和测量的场景中，fpga可以用于实现高速数据采集和处理，以及自定义测试模式和信号生成。
此外，在人工智能应用中，fpga通过并行计算和定制化硬件加速器，加快深度学习模型的训练和推理速度，许多公司和研究机构已经开始使用fpga来加速深度学习任务，例如微软的project brainwave和亚马逊的aws f1实例。
（3）小于28nm工艺的技术进步将推动fpga市场需求
这种增长归功于高速数据处理、小型化等需求提升。此外，fpga其他趋势包括：verilog是2023年最受欢迎的fpga语言，其次是vhdl；亚太地区的fpga市场可能会大幅增长，而北美和欧洲也有望继续成为该行业的主要参与者。
3家国内fpga上市厂商产品和业绩概述前文提及的国内fpga厂商中，紫光国微、复旦微电、安路科技已经上市，下面介绍这3家厂商的fpga产品和整体业绩。由于fpga只是紫光国微和复旦微电的一部分业务，因此下文提到的业绩数据仅供参考。
图注：紫光国微、复旦微电2020.6-2023.3营收和利润对比（数据来源：东方财富，制表：芯查查）
图注：紫光国微、复旦微电、安路科技市值（来源：东方财富，制表：芯查查）
1、紫光国微
紫光国微特种集成电路产品系列包含sopc（可编程片上系统，指基于fpga解决方案的soc片上系统设计技术，将处理器、i/o口、存储器以及其他功能模块集成到一片fpga内），已经推出了第三代、第四代产品。资料显示，紫光国微为c919飞机提供网络通信类的机载总线交换芯片，目前规模较小。
2022年，紫光国微实现境外营收约6.37亿元，占营业收入的8.95%。截至2022年底，研发人员1123名，占比50.20%，紫光国微2022年研发投入12.49亿元，较上年同期增长44.32%，占营业收入比例17.55%；全年共授权各类专利107项，较上年度增长35.4%。公司特种集成电路产品系列不断完善，新一代fpga产品、非易失性存储器、新型存储器，以及mcu、图像ai智能芯片、数字信号处理器dsp等专用处理器产品即将完成研发和推出；高性能总线及接口产品、新一代sopc产品，以及高速射频adc、新型隔离芯片等模拟产品开始进入推广阶段。
紫光同创是紫光国微参股公司，设计和销售通用fpga芯片。截至2023年5月，紫光国微对紫光同创的持股比例为29.20%。在商用产品应用领域，紫光同创大规模fpga顺利实现量产发货，中小规模fpga产品型号谱系进一步完善，公司营收同比增长超80%，在视频图像和工业控制市场领域取得了发货量和营收的全面快速增长。
2、复旦微电
复旦微电已形成安全与识别芯片、智能电表芯片、非挥发存储器、fpga芯片四大成熟的产品线和系统解决方案。
复旦微电2018年国内首家推出亿门级fpga产品后，持续不断地推进该产品的谱系化，货架产品逐步的丰富。28nm亿门fpga产品经过多年推广，得到了客户的认可，产品应用场景也在扩大，并已经形成千万门级fpga芯片、亿门级fpga芯片以及嵌入式可编程器件（psoc）共三个系列产品。
图注：复旦微fpga产品系列（来源：复旦微电招股说明书）当前复旦微电fpga主要是以28nm的产品为主，新一代的fpga产品研发比较顺利，基于1xnm finfet先进制程的新一代fpga项目面向计算机视觉、机器学习、高速数字处理等，针对智能座舱、视频监控、医学影像、网络通信等行业领域。另外，psoc产品的销售开始放量，当前复旦微电的备货主要是以fpga产品的原材料为主。
图注：复旦微电fpga芯片在研项目情况（来源：复旦微电2022年财报）2020-2023年q1复旦微电实现营收16.91/25.77/35.39/8.09亿元，实现归母净利润1.33/5.14/10.77/1.88亿元。2023年，公司仍将保持较大的研发强度以增强公司的核心科创能力，预计研发投入占营业收入的30%左右。
在人工智能应用方面，复旦微电拥有的fpga芯片和配套的端到端编译器工具链，可将开源框架下的网络模型快速高效的编译至片上进行部署，为ai算法开发人员提供了一个“芯片+工具链”的快速开发平台。在智能安检、工业ocr智能识别、农产品智能分选、物流智能分离系统等已经有应用案例。
3、安路科技
安路科技主营业务为fpga芯片和专用eda软件的研发、设计和销售。2022年公司推出了6款新产品，将基于在工业控制、网络通信、消费电子、数据中心等领域积累的客户资源，积极开展新产品市场拓展与用户导入。
安路科技将在现有产品矩阵和研发成果基础上，持续构建和完善“fpga/fpsoc芯片+软件系统+应用方案”的生态体系，继续研发新一代fpga产品和fpsoc产品，丰富产品规格型号，实现产品矩阵纵向和横向扩展。
根据安路科技2023年一季度报告显示，一季度营业收入 187,526,624.92元，同期-27.38%，归属于上市公司股东的净利润-51,011,477.05元，同期 -388.30%。
对于同期营收降低，安路科技表示原因是下游市场需求周期波动影响，公司成熟产品出货量有所下滑，且不少新产品或型号尚处于导入期，导致营业收入较上年同期减少。净利润大幅降低主要原因是持续加大研发投入，研发人员同比增长，且有流片费用等大额研发投入确认，同时叠加营收下降的影响，导致利润较上年同期大幅减少。
截至2022年末，安路科技的研发人员328人，占员工总数量的80%，其中硕博学历占比56%，主要研发人员平均拥有十年以上的工作经验。
图注：安路科技fpga产品线（来源：安路科技招股说明书）
小 结fpga集成度和性能不断提高，新架构设计、更先进的制造工艺以及更强大的软件开发工具将推动fpga技术的进一步发展。
人工智能和边缘计算对于高性能、低延迟和低功耗的计算平台需求增加，预计fpga在人工智能和边缘计算领域中的图像识别、语音处理、自动驾驶等场景发挥作用。
fpga在5g和工业领域的应用还将持续扩大，包括网络设备、通信基站等，数据安全和系统可靠性成为重要关注点，预计fpga在数据加密、身份认证、网络安全等方面的应用将得到进一步推广。生态系统建设的推进伴随着市场需求增加，fpga供应商、工具提供商和设计服务提供商之间的合作与竞争将进一步强化。
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（1）低端fpga和基于sram的fpga主导市场
低端fpga将在预测期内占据最大份额，因为其具有较高的电源效率，适用于电池供电系统、物联网设备和便携式工具。基于sram的fpga采用互补金属氧化物半导体（cmos）技术，无需额外工艺步骤，使其更高效、更通用。
（2）通信应用占据最大份额
通信应用在预测期内将占最大份额，得益于fpga具备接口和控制功能，在通信和网络应用中的使用一直在快速增长，在5g通信领域，fpga可以实现高性能的信号处理、实时数据传输和灵活的网络配置。全球互联网用户和网络基础设施提供商数量增加，预计通信领域对fpga需求将继续增加。
图注：2022年国内fpga下游应用占比（来源：frost&sullivan）芯查查制图
工业是fpga第二大类应用，fpga被用于自动化控制、通信、图像处理、嵌入式系统等。以嵌入式系统为例，fpga可以用于实现各种外设接口和控制器，以及复杂的信号处理和算法加速；在测试和测量的场景中，fpga可以用于实现高速数据采集和处理，以及自定义测试模式和信号生成。
此外，在人工智能应用中，fpga通过并行计算和定制化硬件加速器，加快深度学习模型的训练和推理速度，许多公司和研究机构已经开始使用fpga来加速深度学习任务，例如微软的project brainwave和亚马逊的aws f1实例。
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这种增长归功于高速数据处理、小型化等需求提升。此外，fpga其他趋势包括：verilog是2023年最受欢迎的fpga语言，其次是vhdl；亚太地区的fpga市场可能会大幅增长，而北美和欧洲也有望继续成为该行业的主要参与者。
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图注：紫光国微、复旦微电2020.6-2023.3营收和利润对比（数据来源：东方财富，制表：芯查查）
图注：紫光国微、复旦微电、安路科技市值（来源：东方财富，制表：芯查查）
1、紫光国微
紫光国微特种集成电路产品系列包含sopc（可编程片上系统，指基于fpga解决方案的soc片上系统设计技术，将处理器、i/o口、存储器以及其他功能模块集成到一片fpga内），已经推出了第三代、第四代产品。资料显示，紫光国微为c919飞机提供网络通信类的机载总线交换芯片，目前规模较小。
2022年，紫光国微实现境外营收约6.37亿元，占营业收入的8.95%。截至2022年底，研发人员1123名，占比50.20%，紫光国微2022年研发投入12.49亿元，较上年同期增长44.32%，占营业收入比例17.55%；全年共授权各类专利107项，较上年度增长35.4%。公司特种集成电路产品系列不断完善，新一代fpga产品、非易失性存储器、新型存储器，以及mcu、图像ai智能芯片、数字信号处理器dsp等专用处理器产品即将完成研发和推出；高性能总线及接口产品、新一代sopc产品，以及高速射频adc、新型隔离芯片等模拟产品开始进入推广阶段。
紫光同创是紫光国微参股公司，设计和销售通用fpga芯片。截至2023年5月，紫光国微对紫光同创的持股比例为29.20%。在商用产品应用领域，紫光同创大规模fpga顺利实现量产发货，中小规模fpga产品型号谱系进一步完善，公司营收同比增长超80%，在视频图像和工业控制市场领域取得了发货量和营收的全面快速增长。
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fpga在5g和工业领域的应用还将持续扩大，包括网络设备、通信基站等，数据安全和系统可靠性成为重要关注点，预计fpga在数据加密、身份认证、网络安全等方面的应用将得到进一步推广。生态系统建设的推进伴随着市场需求增加，fpga供应商、工具提供商和设计服务提供商之间的合作与竞争将进一步强化。
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