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評(píng)論

FPGA已完成歷史使命？

當(dāng)你看到磁帶/CD Walkman、MP3，是否在感嘆，當(dāng)年那么時(shí)尚的科技產(chǎn)品已經(jīng)被智能手機(jī)取代。當(dāng)你看到軟盤(pán)，是否在感嘆，當(dāng)年覺(jué)得很實(shí)用的存儲(chǔ)利器早已經(jīng)被云存儲(chǔ)等各種存儲(chǔ)方式取代。當(dāng)你看到CPLD，是否也在感嘆，當(dāng)年給我們帶來(lái)刺激的可編程邏輯，已經(jīng)被FPGA一統(tǒng)天下。

歷史車(chē)輪滾滾而來(lái)，碾壓過(guò)那些年我們珍視的技術(shù)和產(chǎn)品，然后繼續(xù)前行，留給人們的只有回憶，現(xiàn)在輪到了FPGA。雖然沒(méi)有像蒸汽機(jī)車(chē)發(fā)明之初備受嘲笑被譏諷為“怪物”，但是FPGA在誕生之初受到懷疑是毫無(wú)疑問(wèn)的。當(dāng)時(shí)，晶體管邏輯門(mén)資源極為珍貴，每個(gè)人都希望用到的晶體管越少越好。FPGA對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)最大的貢獻(xiàn)莫過(guò)于創(chuàng)立了無(wú)生產(chǎn)線(xiàn)（Fabless）模式。如今采用這種模式司空見(jiàn)慣，但是在20多年前，制造廠被認(rèn)為是半導(dǎo)體芯片企業(yè)必須認(rèn)真考慮的主要競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

2015年對(duì)于FPGA是個(gè)不平凡的一年，Intel以167億美元現(xiàn)金收購(gòu)Altera，Lattice以約6億美元收購(gòu)了Silicon Image。種種跡象表面，Intel在一年時(shí)間內(nèi)，除了數(shù)據(jù)中心，無(wú)暇顧及Altera產(chǎn)品在其他領(lǐng)域的發(fā)展；Lattice鐵了心要在消費(fèi)電子市場(chǎng)大干一場(chǎng)，ASSP連接方案將是個(gè)重點(diǎn)；原Actel采用非易失性Flash技術(shù)的FPGA雖有高安全和可靠性，但幾乎被工程師遺忘了，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手甚至都不會(huì)提及了；Xilinx本來(lái)可以坐收漁人之利，卻“不安分”起來(lái)，花血本發(fā)展軟件環(huán)境和異構(gòu)MPSoC。

短短幾年，各懷心思的FPGA廠商已經(jīng)面目全非了，記者不得不感嘆科技的發(fā)展速度實(shí)在太可怕。FPGA廠商戰(zhàn)略的改變，也勢(shì)必影響FPGA本身的命運(yùn)。

記者十分擔(dān)心通用FPGA“將死”，從技術(shù)上來(lái)看是由于FPGA架構(gòu)上的改變。當(dāng)年總是要搶MCU份額的FPGA，現(xiàn)在也和MCU一樣在不斷演進(jìn)，或者說(shuō)“隨波逐流”，即內(nèi)部集成ARM核做成SoC。針對(duì)某些應(yīng)用，F(xiàn)PGA做的越來(lái)越像ASIC，如Lattice的移動(dòng)設(shè)備解決方案。

精神層面看，是由于各FPGA廠商的理念都進(jìn)一步升華。雖然Semico預(yù)計(jì)整體FPGA市場(chǎng)規(guī)模在2015年有望達(dá)到54億美元，在2019年增加至74億美元，成長(zhǎng)速率略高于整體半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。但廠商們似乎并不滿(mǎn)足于這個(gè)相對(duì)狹窄市場(chǎng)。Xilinx公司戰(zhàn)略與營(yíng)銷(xiāo)高級(jí)副總裁Steve Glaser先生表示：“作為FPGA的發(fā)明者，Xilinx在4-5年前就開(kāi)始思考如何跳出可編程邏輯的范疇，而把Xilinx放到一個(gè)更大的商業(yè)環(huán)境中去服務(wù)更多的用戶(hù)群。例如火車(chē)公司不能只是和火車(chē)公司競(jìng)爭(zhēng)，而要看到他客戶(hù)服務(wù)的不僅僅是火車(chē)的客戶(hù)，而是整個(gè)運(yùn)輸行業(yè)。為此，從那個(gè)時(shí)候起，公司的管理層就為董事會(huì)演示了公司從可編程邏輯到全可編程（All Programmable）轉(zhuǎn)型的藍(lán)圖，也從那個(gè)時(shí)候開(kāi)始一步步走上轉(zhuǎn)型之路。”

就這樣，F(xiàn)PGA變成了“四不像”，是否代表FPGA的使命已經(jīng)完成，該告別歷史舞臺(tái)了？可能FPGA本來(lái)就是從CPLD向某個(gè)更高端產(chǎn)品演進(jìn)的一個(gè)過(guò)程，就像從猿到人進(jìn)化中的猿人。當(dāng)然，這么說(shuō)可能過(guò)于偏激或者為時(shí)尚早，F(xiàn)PGA以及ARM+FPGA架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)還是在可編程性，以及它快速開(kāi)發(fā)的特質(zhì)（成本低），因此相信FPGA還將在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)扮演十分重要的角色。

FPGA中端市場(chǎng)份額巨變

之前提到Xilinx的“不安分”，不過(guò)科技的進(jìn)步百分之百都來(lái)自人們對(duì)新技術(shù)的執(zhí)著追求。據(jù)悉，Xilinx細(xì)分市場(chǎng)總體份額，從2011年的53%增長(zhǎng)到2015年的56%。其中最為矚目的是中端市場(chǎng)，Xilinx在2015年一舉拿下了54%的中端市場(chǎng)份額，而該市場(chǎng)之前一直被Altera牢牢把握。

Glaser先生的解釋很有趣。他表示，因?yàn)閄ilinx之前沒(méi)有對(duì)應(yīng)中端的產(chǎn)品，后來(lái)有了Kintex和Zynq SoC（中端），客戶(hù)自然就轉(zhuǎn)投Xilinx。Glaser先生特別強(qiáng)調(diào)了Xilinx在先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)的市場(chǎng)份額，2015年，其28 nm產(chǎn)品已經(jīng)占62%，20 nm更是占70%的市場(chǎng)份額。此外，所說(shuō)的54%中端市場(chǎng)的份額只是40 nm和20 nm這個(gè)技術(shù)層面，如果只考慮28 nm，Xilinx中端產(chǎn)品的市場(chǎng)份額就達(dá)到了75%。但是熟悉FPGA的工程師都知道，兩家最大的FPGA廠商，其實(shí)長(zhǎng)久以來(lái)針對(duì)高、中、低端都有對(duì)應(yīng)的FPGA，Xilinx Kintex-7系列FPGA當(dāng)年主要是針對(duì)高端市場(chǎng)的，Altera Arria系列是一直針對(duì)中端應(yīng)用的，因此究竟中端市場(chǎng)巨變的原因，還有待進(jìn)一步的挖掘。

不過(guò)Glaser先生的話(huà)可以說(shuō)明三點(diǎn)。首先，過(guò)去Altera在中端產(chǎn)品和市場(chǎng)確實(shí)做得非常好；其次，這幾年戰(zhàn)略發(fā)生了變化，Altera一心想沖擊高端市場(chǎng)去搶Xilinx的份額，誰(shuí)知“后院著火”；還有就是Xilinx野心更大了，中端市場(chǎng)的利潤(rùn)也不放過(guò)，要狠狠地遏制對(duì)手的最大利潤(rùn)點(diǎn)。

軟件工程師成為搶手貨

在政府大力推進(jìn)“大眾創(chuàng)業(yè) 萬(wàn)眾創(chuàng)新”、“互聯(lián)網(wǎng)+”、“中國(guó)制造2025”的背景下，器件廠商也坐不住了，紛紛瞄上了自己能夠企及的相關(guān)市場(chǎng)，沒(méi)準(zhǔn)就能和下一個(gè)小米合作。Xilinx的All Programmable戰(zhàn)略就與政府的倡導(dǎo)和開(kāi)發(fā)者的需求十分吻合，這個(gè)戰(zhàn)略試圖讓人數(shù)比硬件工程師多5~10倍的軟件工程師也能使用Xilinx的產(chǎn)品，即軟件定義硬件和系統(tǒng)。

Glaser先生認(rèn)為可編程正面臨兩極分化：“首先是軟件定義：更多的靈活性、智能、可擴(kuò)展性、集中控制以及易于開(kāi)發(fā)和升級(jí)；其次是硬件優(yōu)化：大數(shù)據(jù)和視頻、多樣化工作負(fù)載、多機(jī)安全性、低時(shí)延、低功耗、更高吞吐量和任意互聯(lián)。這也正是Xilinx戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的重要原因。”

軟件工程師對(duì)于硬件產(chǎn)品有著畫(huà)龍點(diǎn)睛的作用，就像當(dāng)年的iPhone，如果沒(méi)有APP，它只是個(gè)會(huì)打電話(huà)的“笨”手機(jī)。軟件工程師要想“來(lái)硬的”并不簡(jiǎn)單，光是模電、數(shù)電的基礎(chǔ)知識(shí)、各行業(yè)設(shè)備硬件的知識(shí)就會(huì)耗費(fèi)很多時(shí)間。Xilinx All Programmable的方案和支持軟件用戶(hù)硬件創(chuàng)新的戰(zhàn)略可以直接支持80%的軟件設(shè)計(jì)者通過(guò)硬件設(shè)計(jì)快速將創(chuàng)意變成現(xiàn)實(shí)。

物聯(lián)網(wǎng)空間大，數(shù)據(jù)中心怎么爭(zhēng)？

下一代系統(tǒng)的需求是什么？互聯(lián)、保密與安全、軟件定義、虛擬化、分析、視頻無(wú)處不在、多處理、可擴(kuò)展的加速器。Xilinx認(rèn)為他們的All Programmable可以解決可編程兩極分化問(wèn)題，包括軟件定義的開(kāi)發(fā)環(huán)境（SDx）以及ASIC級(jí)的FPGA和3D IC，把自己的受眾從硬件工程師擴(kuò)展到軟件工程師，提供從芯片級(jí)到高層的系統(tǒng)價(jià)值。Xilinx將重點(diǎn)針對(duì)未來(lái)的幾大應(yīng)用：5G、SDN/NFV、視頻/視覺(jué)、ADAS、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算。仔細(xì)研究你會(huì)發(fā)現(xiàn)，這些應(yīng)用都與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)。根據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)IC Insights的最新預(yù)測(cè)報(bào)告，與物聯(lián)網(wǎng)(IoT)連接的子系統(tǒng)以及各種設(shè)備內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)通信、感測(cè)與控制功能相關(guān)半導(dǎo)體組件市場(chǎng)規(guī)模，在2015年可望增長(zhǎng)29%，達(dá)到624億美元。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)可能95%都是英特爾的市場(chǎng)，意思就是Xilinx只有5%可以爭(zhēng)取的余地。但是鑒于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，數(shù)據(jù)中心實(shí)在太具誘惑力，Xilinx該怎么辦呢？

“我們的目標(biāo)當(dāng)然不僅僅是所謂5%的數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)。Xilinx密切與ARM和Power架構(gòu)的供應(yīng)商、服務(wù)器提供商、CPU提供商進(jìn)行合作，而且在這方面我們是唯一的選擇，因?yàn)槠渌际歉⑻貭柛?jìng)爭(zhēng)的，所以要想加速只能找我們。另外，在英特爾所把持的X86服務(wù)器市場(chǎng)中，對(duì)Xilinx來(lái)說(shuō)也還是有機(jī)會(huì)的。我們現(xiàn)在看到比較大的數(shù)據(jù)商比如騰訊、阿里巴巴、谷歌，他們都想有自己的解決方案，都想找最佳的解決方案匹配。另外，還有很多解決方案提供商，他們想把方案銷(xiāo)售給其他數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)庫(kù)提供商，因此也希望自己的解決方案更加靈活，有更加開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)，而不是受到英特爾標(biāo)準(zhǔn)的綁架和控制。”

最后，記者還是想感慨一下，作為先后使用過(guò)Altera、Xilinx和Actel FPGA的人，我感謝你們過(guò)去給我?guī)?lái)的支持和驚喜，我會(huì)懷念你們的操作界面和LOGO，我也會(huì)永遠(yuǎn)記得你們共同的名字“FPGA”。

關(guān)鍵字：FPGA SoC Xilinx Altera 引用地址：那些年的通用FPGA廠商去哪了？

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