FPGA是數(shù)字芯片的一個分支,與CPU、GPU等固定功能芯片不同，F(xiàn)PGA在制造后可以根據(jù)用戶需求賦予特定的功能。
FPGA芯片涉及通信、工業(yè)、軍事/航空航天、汽車、數(shù)據(jù)中心等多個領(lǐng)域，預(yù)計中國FPGA市場年復(fù)合增長率將超過17%，明顯高于全球增速。
中國市場收入在國際FPGA頭廠商的收入中占據(jù)第一位，國內(nèi)替代品存在巨大的空間。建議關(guān)注明年芯片行業(yè)左側(cè)的布局機會。
FPGA——一種可由用戶定制的高性能芯片。FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列，現(xiàn)場可編程門陣列）是數(shù)字芯片的一個子類別?，F(xiàn)場可編程性是FPGA的最大特點。正在使用CPU和GPU等芯片制造完成后，其功能已經(jīng)固定，F(xiàn)PGA制造完成后，可根據(jù)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(shù)基于閃存、反熔絲和靜態(tài)存儲器。?
圖：FPGA在數(shù)字芯片中的地位資料來源:《FPGA原理與結(jié)構(gòu)》，中證建投?
FPGA由一個可編程邏輯單元（Logic Cell）和一個外部輸入輸出單元（Input Output Block）組成，用于信號交互和連接前兩個元件的開關(guān)接線陣列（開關(guān)盒）由三部分組成。從產(chǎn)品開發(fā)的角度來看，先進的技術(shù)（工藝）和先進的封裝可以增加FPGA的容量，同時在相同工藝下優(yōu)化基本單元LC的設(shè)計和其他系統(tǒng)設(shè)計可以提高FPGA的性能。同時不斷優(yōu)化軟件和豐富的軟核IP庫也是不同廠商競爭力的體現(xiàn)。FPGA產(chǎn)業(yè)高速增長，國內(nèi)與國外存在明顯差距。數(shù)據(jù)中心建設(shè)、人工智能和自動駕駛等新興市場的加速發(fā)展，帶動了FPGA需求的持續(xù)增長。據(jù)Gartner預(yù)測，2020-2026年，全球FPGA市場規(guī)模將從55.85億美元增長至96.9億美元，年復(fù)合增長率為9.6%。此外，據(jù)Frost&Sullivan預(yù)測，2021-2025年中國FPGA市場規(guī)模有望從176.8億元增長至332.2億元，年均復(fù)合增長率17.1%。中國FPGA市場的增長速度高于全球。?
圖:中國FPGA市場規(guī)模預(yù)測來源：Frost&Sullivan，中國證券投資?
從下游市場來看，F(xiàn)PGA芯片的下游涉及通信、工業(yè)、軍事/航空航天、汽車、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域。其中，通信市場占比最高，并有望繼續(xù)增加，而在上述領(lǐng)域中，汽車有望增長最快。目前，F(xiàn)PGA產(chǎn)業(yè)集中度很高。根據(jù)Gartner的數(shù)據(jù)，Xilinx、Intel、Lattice和Microchip這四家美國公司占據(jù)了全球93%的市場份額。2021年國內(nèi)FPGA廠商將占據(jù)國內(nèi)16%的市場份額。國內(nèi)的替代品還有巨大的空間。?
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(chǎn)替代空間較大，建議關(guān)注芯片行業(yè)明年左側(cè)布局機會目前，國內(nèi)FPGA廠商在產(chǎn)品豐富度與技術(shù)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(chǎn)品區(qū)間國內(nèi)幾乎真空，而國內(nèi)公司在28nm制程的產(chǎn)品矩陣豐富度亦不及海外巨頭，疊加國內(nèi)產(chǎn)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(nèi)市場容量巨大。目前，賽靈思在中國的營收占比超過30%，萊迪思在中國的營收占比超過50%。中國是其最大的收入地區(qū)。近期，國際各大廠商紛紛提價。國內(nèi)廠商也有相應(yīng)的替代市場空間。足夠的。綜上所述，無論是具有不斷迭代新需求的民用市場，還是出于國家安全考慮而具有極大自主可控需求的特殊市場，F(xiàn)PGA都具有良好的國產(chǎn)替代前景，國內(nèi)FPGA廠商具有廣闊的成長空間。從芯片行業(yè)整體來看，今年以來，芯片行業(yè)景氣度有所減弱。明年，隨著半導(dǎo)體行業(yè)的下行周期逐漸進入下半場，一些下游細分芯片也逐漸出現(xiàn)了需求復(fù)蘇的跡象。
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