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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，是否在感嘆，當(dāng)年覺得很實(shí)用的存儲利器早已經(jīng)被云存儲等各種存儲方式取代。當(dāng)你看到CPLD，是否也在感嘆，當(dāng)年給我們帶來刺激的可編程邏輯，已經(jīng)被FPGA一統(tǒng)天下。

歷史車輪滾滾而來，碾壓過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。雖然沒有像蒸汽機(jī)車發(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疑問的。當(dāng)時(shí)，晶體管邏輯門資源極為珍貴，每個(gè)人都希望用到的晶體管越少越好。FPGA對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)最大的貢獻(xiàn)莫過于創(chuàng)立了無生產(chǎn)線（Fabless）模式。如今采用這種模式司空見慣，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)真考慮的主要競爭優(yōu)勢。

2015年對于FPGA是個(gè)不平凡的一年，Intel以167億美元現(xiàn)金收購Altera，Lattice以約6億美元收購了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)電子市場大干一場，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，競爭對手甚至都不會提及了；Xilinx本來可以坐收漁人之利，卻“不安分”起來，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“隨波逐流”，即內(nèi)部集成ARM核做成SoC。針對某些應(yīng)用，F(xiàn)PGA做的越來越像ASIC，如Lattice的移動設(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，成長速率略高于整體半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。但廠商們似乎并不滿足于這個(gè)相對狹窄市場。Xilinx公司戰(zhàn)略與營銷高級副總裁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)更多的用戶群。例如火車公司不能只是和火車公司競爭，而要看到他客戶服務(wù)的不僅僅是火車的客戶，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，該告別歷史舞臺了？可能FPGA本來就是從CPLD向某個(gè)更高端產(chǎn)品演進(jìn)的一個(gè)過程，就像從猿到人進(jìn)化中的猿人。當(dāng)然，這么說可能過于偏激或者為時(shí)尚早，F(xiàn)PGA以及ARM+FPGA架構(gòu)的優(yōu)勢還是在可編程性，以及它快速開發(fā)的特質(zhì)（成本低），因此相信FPGA還將在很長一段時(shí)間內(nèi)扮演十分重要的角色。

FPGA中端市場份額巨變

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

Glaser先生的解釋很有趣。他表示，因?yàn)閄ilinx之前沒有對應(yīng)中端的產(chǎn)品，后來有了Kintex和Zynq SoC（中端），客戶自然就轉(zhuǎn)投Xilinx。Glaser先生特別強(qiáng)調(diào)了Xilinx在先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)的市場份額，2015年，其28 nm產(chǎn)品已經(jīng)占62%，20 nm更是占70%的市場份額。此外，所說的54%中端市場的份額只是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)長久以來針對高、中、低端都有對應(yīng)的FPGA，Xilinx Kintex-7系列FPGA當(dāng)年主要是針對高端市場的，Altera Arria系列是一直針對中端應(yīng)用的，因此究竟中端市場巨變的原因，還有待進(jìn)一步的挖掘。

不過Glaser先生的話可以說明三點(diǎn)。首先，過去Altera在中端產(chǎn)品和市場確實(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去搶Xilinx的份額，誰知“后院著火”；還有就是Xilinx野心更大了，中端市場的利潤也不放過，要狠狠地遏制對手的最大利潤點(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) 萬眾創(chuàng)新”、“互聯(lián)網(wǎng)+”、“中國制造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，沒準(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發(fā)和升級；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。”

軟件工程師對于硬件產(chǎn)品有著畫龍點(diǎn)睛的作用，就像當(dāng)年的iPhone，如果沒有APP，它只是個(gè)會打電話的“笨”手機(jī)。軟件工程師要想“來硬的”并不簡單，光是模電、數(shù)電的基礎(chǔ)知識、各行業(yè)設(shè)備硬件的知識就會耗費(fèi)很多時(shí)間。Xilinx All Programmable的方案和支持軟件用戶硬件創(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？

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題，包括軟件定義的開發(fā)環(huán)境（SDx）以及ASIC級的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，提供從芯片級到高層的系統(tǒng)價(jià)值。Xilinx將重點(diǎn)針對未來的幾大應(yīng)用：5G、SDN/NFV、視頻/視覺、ADAS、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算。仔細(xì)研究你會發(fā)現(xiàn)，這些應(yīng)用都與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)。根據(jù)市場研究機(jī)構(gòu)IC Insights的最新預(yù)測報(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、感測與控制功能相關(guān)半導(dǎo)體組件市場規(guī)模，在2015年可望增長29%，達(dá)到624億美元。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)中心市場可能95%都是英特爾的市場，意思就是Xilinx只有5%可以爭取的余地。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。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貭柛偁幍?，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)器市場中，對Xilinx來說也還是有機(jī)會的。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，他們想把方案銷售給其他數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)庫提供商，因此也希望自己的解決方案更加靈活，有更加開放的標(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Altera、Xilinx和Actel FPGA的人，我感謝你們過去給我?guī)淼闹С趾腕@喜，我會懷念你們的操作界面和LOGO，我也會永遠(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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