电子行业专题报告：国产FPGA研究分析

总结总结低，但运算效率逐步提高。FPGA作为专用集活跃在市场的国产FPGA产品中，多以中低密度产品为主，对于国内大部分的中高低密•风险提示：半导体周期持续下行，贸易摩擦拉长周期下行的时间；行业竞争环境加剧；制造过程中核心设备它是作为专用集成电路领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制北方华创华大九天微思微纪ARM芯ysVAGraphics微电晶晶光光赛灵思电电数据来源：各公司官网产品列表，方正证券芯片特性编程设计难度大编程设计难度大并行计算效率高数字信号处理/数学计算方向深度学习方向应用市场自动驾驶数据中心应用市场自动驾驶数据中心工业互联网无线通信景是需要随时升级的，与FPGA相比，ASIC的灵够，无法跟上算法的迭代更新。因此选择FPG自2019年开始来自“推断”（包括数据中心和边缘端）架构无法充分满足人工智能高性能并行计算的需求，全球FPGA市场规模：17年67.5亿辑技术、知识产权(IP)和技术服务,合计占87%的市场份额；Xilinx（赛灵思）AlteraMicrosemi资料来源：芯智讯，中国产业信息，方正证券研究所整理2019年全球FPGAXilinx（赛灵思）AlteraMicrosemi资料来源：芯智讯，中国产业信息，方正证券研究所整理2019年全球FPGA的竞争格局格局产品工艺广泛的高级集成电路，软件设计工具，以及作为预定义系统级功能的IP核/5G无线，数据中心，汽车，无线通信，AI智能，工业，消费电子，医疗与科学等全世界有7500多家客户，包20.925可编程逻辑器件，带有软件工具消费电子，军事航空，医疗，无线通信等在世界范围内为14000多个客户包括百度，艾睿，骏龙，贸泽，现场可编程系统芯片，复杂的可编程逻辑器件，可编程混合信号产品，可编程数字互连器件等高性能高可靠性模拟与射频器件，混合信号与射频集成电路，Soc解决方案等消费品市场，通讯、计算汽车、卫星、通讯等从上世纪90年代开始，国产FPGA已经经历了从反向设计走向开始正向设计的时代。目市场的国产FPGA产品中，多以中低密度产品为主，对于国内大部分的中高低构都逃不开LUT+布线的概念，具体到产品，各自侧重的技术、I有针对性。如果从这个角度看来，国产厂商在中高密度FPGA的技术水平与国际领先厂商相比，紫光国微复旦微电子高云半导体京微雅格安路科技AGM北京上海广东北京上海上海紫光国微民用拳头产品TitanPGT30G已量产，该系列可编程芯片逻辑器件采用完全自主产权的体系结构和主流先进制造工艺，带有DDR3和PCIe接口，是国内少有的千万门级FPGA。另外采用了台湾联华UMC代工先进的40nm制程，在国内领先。公司目前再次研制出新一代自主知识产权亿门级FPGA产品，其各类指标均已达国际同类产品先进水平，填补了国内超大规模亿门级FPGA的空白。高云半导体是以国产现场可编程逻辑芯片研发与产业化为核心，产品主要分成晨熙家族和小蜜蜂家族，2016年第一季度有顺利推出国内首颗55nm嵌入式Flash+SRAM的非易失性采用SoCFPGA的战略，片上整合了DSP、Memory、MCU等单元的CME-GM7系列，试图通过整合的优势打破FPGA市场的壁垒。该公司有两条产品线:1.自身从头研发的，面向低端市场的金山系列；2.收购美国Cswitch的产品线，面向高速通信市场。安路当前已经形成了从小规模的CPLD到二百万门FPGA的系列器件，以及一颗已经实际应用的千万门级FPGAIP核。EG4是“猎鹰”系列产品，具有低功耗、低成本、高性能等特点。ELF1系列CPLD产品，定位低成本、低功耗、可编程CPLD市场AGM首家得到国内商用市场认可的国产FPGA供应商，并通过三星供应商认证的产品。莱迪思、美高森美FPGA图示在芯片内集成大量的数字电路基本门电路，存储器以及互连），PGA的优势FPGA限制因素FPGA限制因素实现同样逻EQ\*jc3\*hps47\o\al(\s\up14(辑的),本将)EQ\*jc3\*hps47\o\al(\s\up14(G),A)EQ\*jc3\*hps47\o\al(\s\up14(A),SI)EQ\*jc3\*hps47\o\al(\s\up14(成),C)的10倍以上芯片面积比ASIC更大需要采用的专用工具进行HDL编译，再录至FPGA中，其技术门槛非常高ASIC有强大的调度、管理、协调能力。应用范围广。开发方便且灵活。更适合执行复杂的数学和几何计算刚好与包含大量的并行运算的人工智能可以通过硬件编程实现功能；在密集处理和高并发上能力上占优，而且功定制芯片成本最低，功耗低，而且适在大量数据处理上没有GPU专业，相对运算量低，但功应用过程中无法充分发挥并行计算优势；硬件结构固定不具备可编程性；运行深度学习算法能效远低于基本单元的计算能力有限；速度和功耗相对专用定制芯片（ASIC）仍然存在不小差距；价格较为昂贵。其研发成本（开模成本）高昂，开发周期和验证周期长。数据来源：ZONE画派，赛迪顾问，方正证券研究所数据来源：ZONE画派，赛迪顾问，方正证券研究所应用优势：FPGA应用优势：FPGA设计Vs.传统设计系统升级利用微控制器、定制ASIC和体积庞大的电线束来引进和控制电子系统，不能满足汽车升级、性能提升、上系统升级防篡改威胁技术汽车黑客通过调整各种汽车电子提升汽车性能，会破坏地区或国家的防篡改威胁技术安全性系统入侵会破坏收费服务产品的授权机制；共享信息和车内通讯使用的增加，也使汽车容易受到黑客攻安全性理想的解决方案之一是将驾驶室内系统转移到汽车上，FPGA是可以灵活低成本桥接元件、或用各种定制功能粘合逻辑器件；同时，可采用相同系统为每位汽车如反熔丝FPGA一旦完成，他人便无法读回其中的设计内容，或者改变任何编程状态来调整功能，更不可能改变重要的引擎控制系统。保护、加密加速器、高级加密标准（AES）、安全散列算法（SHA）、篡改检测器、物理不可复制功能）：成长期（2007-未来5年）：工艺进步降低研发成本，以及性能得到极大改善，对ASIC形成成熟期（未来5-10年）：高性能FPGA商业模式趋于成熟，同时新型ASIC对其形成衰退期（之后由于新产品和大量替代品出现，某些厂商产业转移资金，导数据来源：EE，方正证券研究所整理利用FPGA这个平台搭建的一个嵌入式系统的底利用FPGA这个平台搭建的一个嵌入式系统的底推动在深度学习中的应用向向可编程逻辑器件应用市场细分80%70%60%40%20%20142018数据来源：ICInsights，方正证券研究所整理莱迪思、美高森美A数据来源：方正证券研究所人工智能的定义人工智能的定义达特茅斯会议1956年的达特茅斯会议首次达特茅斯会议1956年的达特茅斯会议首次提出人工智能的定义：使一部机器的反应方式像一个人在行人工智能是关于知识的学科——怎样表示知识以及怎样获得知识并使用知识的学人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智专注于且只能解决单个特定领域问题的人工智能，存在功能上的局限能够胜任人类所有工作的人工智能，拥有推理、知识表示、规划、学习、使用自然语言沟通和整合实现既定目力、智能和社交能力等每一个方面都比最强人类大脑聪明的人工智能，目前尚无从技术角度探讨其特点的可能性人工智能发展阶段人工智能发展阶段当前人工智能当前人工智能世界处于弱人工智能时代在科学创造在科学创造资料来源：《人工智能》（李开复和王咏刚，201），人工智能的三驾马车算法、算力和数据人工智能的三驾马车算法、算力和数据数据数据算法算法算法算力数据AI芯片算力人工智能的发展高度依赖海量的数据，由于大数据产业的发展，数据量呈现爆炸性增长态势，积累了海量、多维度数据，为深度学习提供从传统逻辑到机器学习再到深度学习，算法的演变极大的提高了人工视频图像类：人脸识别、目标检测、图像生成等声音语音类：语音识别、语音合成、语音唤醒等文本类：文本分析、语言翻译、人机对话等神经网络互联结构：多层感知机、卷积神经网络等神经网络算法：应用需求驱动理论创新驱动机器学习算法：K近邻、贝叶斯、决策树等应用需求驱动理论创新驱动算法优化芯片：效能优化，低功耗优化，高速优化等神经形态芯片：芯片系统级结构：多核、众核、SIMD、等开发工具链：编译器、仿真器、优化器（量化、裁剪）等高速互联：SerDes，光互联通信仿生器件（人工突触，人工神经元忆阻器新型计算器件：模拟计算，内存计算当前的AI技术是多层面的，贯穿了应用、算法机理、芯片、工具链、器件、工艺和材料等技术层一方面，应用和算法的快速发展，尤其是深度学习、卷积神经网络对AI芯片提出了2-3个数量级的性能优化需求，引发了近年来AI片研发的热潮。另一方面，新型材料、工艺和器件的迅速发展，例如3D堆叠内存，工艺演进等也为AI芯片提供了显著提升性能和降低功耗的可行性。这两类技术进步共未来在激光雷达、无人机、无人驾驶、智能机器人等终端设备方面对计算能力此作为人工智能的底层计算能力（芯片）存在着大机会。其中，FPGA是可重新AI芯片市场划分AI基础资源AI芯片市场划分AI基础资源云端终端云端终端FPGA:Intel,XilinxASIC:Google工程学方法模拟法工程学方法模拟法IPA/FPGA:赛灵思（深鉴科技）/ASIC:寒武纪，地平线，华为海思，高通深度学习训练阶段深度学习训练阶段AI训练过程是指在已有数据中学深度学习推断阶段深度学习推断阶段Gocgle推断过程则是指对新的数据，GocgleAI计算规模庞大，涉及到大量训练包括大量的矩阵运算，但相比较训练环节数据和复杂的深度神经网络，目计算量较少，不仅CPU或GPU可以进行运前应用最多的主要还是GPU。算，也可使用FPGA以及ASIC。的要求高，FPGA是低功耗异构芯片，开发智能高性能并行计算的需求，需要FPGA等全球AI市场规模及预测（十亿美元）4002000201720192021202320252027中国AI芯片市场产品结构预测（亿元）2500201920202021部署；AI与智慧城市建设协同发展以及在AI服过自2019年开始来自“推断”（包括数据中求增长将会逐渐放缓，并趋于停滞。到2021高速度低延迟5G将实现的应用：高速度低延迟5G将实现的应用：快的移动网络快10到20倍。从社交媒体帖子和点播电影到视频通信和安全监控摄像头，各类视Index预测，到2020年，移动视频流量将占所有移动数据流量数据来源：Qorvo，方正证券研究所整理l大规模物联网应用通常由低成本、低功耗的传感器和设备组成，可提供良好的端到端覆盖l任务关键型服务定义的网络切片为超可靠低延迟(uRLLC)。除无人驾驶汽车外，任务关键型使用案例还包括自主公共和大众交通系统、无人机和其他无人驾驶飞行器、工业自动化、远程医疗更快的服务和更好的覆盖。eMBB使用案例为密集城市、农村、高流动性环境以及室内环境提供极高的吞吐量。用户将能够在几秒钟内下载3D视频等数千兆字节的数据，增强现实和虚拟现实应用将成为现实。数据来源：Qorvo，方正证券研究所整理数据来源：lattice官网，方正证券研FPGA作为RRU主芯片，站可以集中放置在中心机房内，BBU射频拉远单元大多采用专用芯片BBU）：响应5G通信RRU产品所需新特性。功能：RRU是无线基站的核心子系统，FPGA高度现场可编程性解决方案的突出优势FPGA加速5G产品上市时间的分立结构加要求可通过FPGA在软件一、通信信号处理需求的增加对算力提出新要求一、通信信号处理需求的增加对算力提出新要求2019-2028年中国及全球5G基站（无线主设备）投资规模预测（亿元）国内市场空间全球市场空间0载需求大幅提升，预计主设备投资仍有30%增长空间，未来市场空间约6000亿。综合保守预测5G总投资规模约为1.1万亿，同口径下比4G增长40虑收益覆盖成本的原则，如果数量较少的话，则不会替换；好的选择；程度，才会发生替换，而此时FPGA已经在市场上应用2-3年了，并且技术是不断更新的，又互联网FPGA在工业互联网的应用领域聚焦在五个方面：工业网络通信，机器视觉，工业机器人，边缘计算，工业云。这五个方面跨越了从设备终端，到工业网关，到所谓算，再到工业云计算的多个应用场景，FPGA在每个场景所体现的具体价值或许有所差别，但它们有一个共性：对延时敏感，对计算性能要求高。可以预见，FPGA将成为构建工业互互联网互联网算方面的价值，而FPGA对工业应用的传统互联网换，I/O扩展，运动控制，人机界面控制，全球工业互联网平台市场规模（亿元）0全球工业互联网产业规模（亿美元）4000数据来源：前瞻产业研究院，Market互联网制智能传感器控制器控制器控制（机器人）数据中心是全球协作的特定设备网络，AI芯片或硬件加速芯片在数据中心的部微软脑波项目数据中心与终端设备的良性循环数据中心加速主要途径比较FPGA与CPU单位功耗性能数据来源：赛灵思，方正证券研究所整理全球数据中心及机架数量情况及预测4954904854804754704544434241402015201620172018E2019E2020E数据中心数量（万个）机架数量（万架）2010年以来，全球数据中心平稳增长，从2017年开始，伴随着大型化、集约化的发展，全球数据中心数量开始缩减。截至2017年底，全球数据中心有44.4万个，预计2020年将减少至从部署机架来看，单机架功率快速提升，机架数小幅增长，2017年底全球部署机架数达到493.3万架，安装服务器超过5500万台，预计2020年机架数将超过498万，服务器超过数据流量大增促进IDC需求不断增加，进而拉动全球IDC投资规模的大幅上涨，至2017年全球数据中心的投资规模为240亿美元，较上年同比增加211.69%。目前，全球IDC行业的发展形成了以谷歌、亚马逊等为代表的IDC发展布局，推动了全球数据中心业务的发展。至2017年全球IDC市场在云计算业务的带动下继续保持较稳定增长，整体市场份额达到534.7亿美元，增速为18.3%。预计2018年全球IDC规模将维持稳定的上升趋势，规模约为626亿美元。全球IDC市场规模预测及同比增长40016%201320142015201620172018E2019E全球IDC市场规模（亿美元）同比增长被赛灵思收购的深鉴的业务领域主要集中在安防和大数据领域，这个领在赛灵思开发者论坛（XDF）上，推出的ACAP采用异构计算，不同赛灵思还推出的Alveo是一种用于数据中心服务器的加速卡产品组XilinxAlveo产品智能驾驶KPI需求智能驾驶KPI需求2020s’2030s’谷歌定义自动驾驶三要素率/车(谷歌定义自动驾驶三要素率/车(Mbps)传输时延(ms)程度典型系统传输时延(ms)程度典型系统100-驾驶辅100-驾驶辅助部分自动化’自动制动、紧急避险20-1002G/3G/4G’自动制动、紧急避险20-100条件自动化高级自动化/全条件自动化高级自动化/全自动化智能驾驶高度自动化及全自动化驾驶基于无线/有线的安全驾驶V2V,V2I,V2P(V2X)V2V,V2I,V2P(V2X)驾驶员辅助及部分自动化可靠性>99.999%可靠性<可靠性>99.999%可靠性<5~10ms端到端时延保证信息化、在线导航、远程信息化、在线导航、远程路边通信端到端时延保证路边通信WasFoundedinMunich,September,2016在摄像头方面，赛灵思通过Zynq7000（在全屏显示，驾驶员监控、拖车影像等领域，还有双目摄像头、环视系统等都可以找到赛灵思的产品应用方针对当今大部分汽车雷达仅能确定目的距离和方位的局限性，赛灵思也在努力研发4D成像雷达。4D雷达需要大量使用同步处理流水线，赛灵思可编程架构中可实现。同时由于4D雷达能充分感知周围环境数据，无人在ADAS激光雷达领域，赛灵思目前占到了90%份额以上。当设计在变的时候，FPGA本身硬件和软件都在自动驾驶信号处理链自动驾驶信号处理链预处理和分处理器系统复杂性促进赛灵思解决方案普及针对新兴汽车市场领域，作为FPGA与SoC器件的领导者，赛灵思拥有显著优势的高性能、高度灵活应变的可深鉴科技CNN解决方案概览先进架构可扩展性全栈SDK先进架构可扩展性全栈SDK如今在中国市场，赛灵思的FPGA自动驾驶解决方案已经被多家构包括专为CNN设计的ISA，以及功能强大的PE阵列和灵活的数据控制流，通用于各类神经网络且具有扩展性，支持不同尺寸的赛灵自动驾驶电路板会集成两颗TeslaFSD芯片，执行双神经网络每颗芯片有两个NNP，其中每个NNP有一个96x96个MAC的矩阵，32MBSRAM，工作在2GHz。所以一数据来源：eeNews，wikichip,方正证券研究所整理莱迪思、美高森美元）元）格局4242020002000800400404643400布局数量位于全球第一，涉及1875件专利；日本位于不管是从市场角度还是专利角度，FPGA技术几乎都被格局格局产品工艺广泛的高级集成电路，软件可编程逻辑器件，带有软件工具设计工具，以及作为预定义的可编程逻辑技术、知识产权7nm/16nm/20nm/28nm/10nm/14nm/20nm/28nm/445nm0nm/65nm/90nm/130nm现场可编程系统芯片，复杂的可编程逻辑器件，可编程混合信号产品，可编程数字互连器件等高性能高可靠性模拟与射频器件，混合信号与射频集成电路，Soc解决方案等5G无线，数据中心，汽车，消费品市场，通讯、计算应用领域无线通信，AI智能，工业，消费电子，军事航空，医疗，无消费电子，医疗与科学等线通信等全世界有60000多家客户，在世界范围内为14000多个客户包括百度，艾睿，骏龙，贸泽，赛灵思赛灵思技术，通过灵活应变的计算技术实现着行业的数据来源：赛灵思官网，方正证券研究所整理开发者工具开发板器件开发者工具开发板器件公司产品公司产品系统级模块(SOM)AI推断VersalACAP顶层概念图赛灵思个完全支持软件编程的异构计算平台，将标量引广泛的应用，包括AI推断、机器视觉、机器视觉赛灵思为单位的比特流的动态倒换，让硬件具有软件ACAP架构下推出两款新产品ACAP架构下推出两款新产品VersalPrime系列VersalPrime系列应用于100G到200G的网络设备、数据中心的网络与存储加速、通信测试适用于动态工作负载的云计算计算引擎的类型异构集成三种类型的可编程引擎赛灵思标量引擎：对于密集的计算任务，能够嵌入实时标量引擎：对于密集的计算任务，能够嵌入实时结构，在几毫秒内即可完成动态重新配置。理；集成DSP引擎能够实现浮点运算和复杂的MAC工作。矢量处理单元:（例如DSP、GPU）在一组更窄的可并行计算函数集上效率更高，由于存储器层级结构不灵活，会受时延和效率的影响。可编程逻辑:（例如FPGA）可以精确地根据特定的计算功能定制，这使它们在时延关键型实时应用、和不规则数据结构（、方面表现最佳，但算法的更改传统上要花几个小时来编译，而不是几分钟。赛灵思赛灵思测试&测量与仿真 数据来源： 数据来源：赛灵思软件堆栈开发环境赛灵思软件堆栈开发环境赛灵思不断扩大的数据中心计算生态系统应用、工具应用、工具与社区云端开发与部署（FPGA即服务，FaaS）技术与系统赛灵思赛灵思赛灵思FY20收入增长（千美元）赛灵思数据来源：赛灵思官网，方正证券研究所整理赛灵思赛灵思（TME）收入趋势提供更大的透明度将达到140亿美金，通信、数据中心、汽车等赛灵思数据中心市场扩张动力AI/ML与传统工作负载相交，放大了在硬件和软件级别进行调整的需要指数数据增长推动了对计算存储/内存的需求通信市场扩张动力爆炸带宽需求网络变得更加智能化移动边缘计算和电信云工业市场扩张动力IIoT工业互联网的发展工业市场扩张动力全球国防预算增加现有的防御计划仍在继续汽车市场扩张动力全球对安全和自动化的需求推动了高级驾驶辅助系统（ADAS）对低延迟，高功效边缘计算的需求日益增加汽车、广播和消费类汽车、广播和消费类加速器卡加速器卡UltraScale+系列UltraScale+系列摩尔定律失效，异构计算兴起UltraScale系列摩尔定律失效，异构计算兴起Virtex类FPGA下一时代的计算越来越多地需要异构性的系统，不再像以往只需要单一的一个CPU，它还会需要很多的加速技术，单一的架构已经无法满足针对各种不同应用进行优化的需求。数据来源：赛灵思官网，方正证券研究所整理赛灵思赛灵思uz8nma20nuz8nma20nmu16nma7nm新的更大的潜在市场范围主要是由数据中新的更大的潜在市场范围主要是由数据中赛灵思l收购事件2017年7月17日，全2017年7月17日，全l收购动因1.为了更好地应对AI时代的挑战，实现赛灵思在AI时代的三大战略布局：从终端到云端的推理平台。 赛灵思赛灵思0基于GoogleNet-V1网络，采用深鉴科技剪枝技术的低时延CNN推断性能是未采用该技术的1.3倍。赛灵思赛灵思英特尔英特尔公司成立于1968年，是全球最大的个人计算机零件和CPU制造商，具有52年产英特尔英特尔公司成立于1968年，是全球最大的个人计算机零件和CPU制造商，具有52年产随着个人电脑普及，英特尔公司成为世界上最大设计和生算机工业提供建筑模块，包括微处理器、芯片组、板卡、系统及软件等。这些产的组成部分。英特尔公司的具体研究领域包括音频/视频信号处理和基于PC的英特尔2014-2019年Intel英特尔2014-2019年Intel营收及同比增速8000070000600005000040000300002000007.28%5.68%-0.92%2018201920142015201620182019英特尔营业收入（百万美元）12%10%8%6%4%2%0%-2%2500020000500002014-2019年2014-2019年Intel净利润及同比增速20182019201420152016201720182019120%100%80%60%40%20%0%-20%％；％；英特尔l2019年英特尔拓展了®可编程加速卡（英特尔®PAC）和英特尔英特尔尔超级通道互联，英特尔傲腾技术和加速软件l利用英特尔工程能力并与客户和合作伙伴合作，在性能，电池寿命，l作为英特尔业务的一个重要方面，PSG部门正在加速英特尔平台的关键运算和提供高度定制化的软硬件解决方案，并从250020000英特尔英特尔PSG部门收入及同比增速-5%-5%2016201720182019-10%20202020H1PSG占英特尔营收比例大力发展数据中心、人工智能、汽车等领域；继续发掘原有无线、工英特尔2018年4月，英特尔旗下的大力发展数据中心、人工智能、汽车等领域；继续发掘原有无线、工英特尔英特尔FPGA可帮助OEM数据厂商大幅度提升性能和速度服务器集成了英特尔•富士通即将发布的也采用了英特尔FGPA的•制程--先进的封装解决方案在三维空间中扩展晶体管密度，将带来指数级提升计算密度的能力。•架构--通过先进的封装和系统集成技术，把多样化的标量、矢量、矩阵和空间计算架构组合部署到CPU、GPU、加速器和FPGA芯片中，并通过可扩展的软件堆栈释放强大的能力。•内存--通过将闪存和傲腾技术相结合，可填补内存层级中的空白，从而在更靠近硅芯片的地方提供带宽。•超微互连--提供全面的领先互连产品，实现大规模的异构计算•安全--提供安全技术，帮助实现端到端的全面提升，并让安全性成为关键的差异化因素。•软件—提供英特尔芯片的通用工具集，使得性能指数级扩展。英特尔将推出全新专门面向5G无线接入和边缘计算的、基于10nm工艺的网络系统芯片，研发代号"SnowRidge";使用多模5GLTE架构的IntelXMM5G调制解调器支持全部3个毫米波频段和6GHz以下频段，将在2019年下半年交付给合作伙伴，并在2020年初l收购动因英特尔l收购事件EQ\*jc3\*hps54\o\al(\s\up16(为),频)英EQ\*jc3\*hps54\o\al(\s\up16(特尔许多最重要客户值得信赖的合作伙伴),视觉和AI推理应用提供领先的FPGA解决方)EQ\*jc3\*hps54\o\al(\s\up16(共),案)EQ\*jc3\*hps54\o\al(\s\up16(同为英特尔F),，加快现有客)EQ\*jc3\*hps54\o\al(\s\up16(PG),户)EQ\*jc3\*hps54\o\al(\s\up16(A),的)EQ\*jc3\*hps54\o\al(\s\up16(上),上)EQ\*jc3\*hps54\o\al(\s\up16(的),市)EQ\*jc3\*hps54\o\al(\s\up16(视),速)尔公司宣布收购2.英特尔正在转型，争夺扩大的300亿美元的市场机会，可编程解决方案Omnitek，Omnitek市场估计有80亿美元的机会。英特尔的许多云服务提供商，企业和嵌入式是优化视频和视觉客户都在视频和视觉相关应用中使用FPGA。先供应商。OmnitekFPGA客户的上市时间，并在基于FP英特尔关于Omnitek使用使用FPGA技术代替其他技术有很大的优势：英特尔英特尔常适合机器学习应用，算法重新配置逻辑和DPU可以配置为CNN，未知算法和创新优化英特尔英特尔•与上一代FPGA和SoC相比，功耗降低40%•通过集成节省电路板空间•使用英特尔®Quartus®Prime软件提高工作效率并缩短英特尔英特尔能和降低功耗。”异构3DSiP技术，将模拟、内存、自首款完全由英特尔独立设计的FPGAAgilexFPGA首款完全由英特尔独立设计的FPGAAgilexFPGA英特尔英特尔莱迪思莱迪思半导体公司于1983年在俄勒冈州成立，1985年在特拉华州重组。提莱迪思莱迪思半导体公司于1983年在俄勒冈州成立，1985年在特拉华州重组。提可编程门阵列（FPGA）、可编程逻辑器件（PLD（FPSC）、复杂的可编程逻辑器件（CPLD）,可编程混合信号产品（ispPAC®)和可编程数字互连器件（ispGDX®)。为全球消费，通信，工业，计算和汽车市场提供低功耗FPGA，视频ASSPpanasonic人脸识别、关键词检测人脸识别、关键词检测智能家居、智慧城市神经网络编译器神经网络编译器19922003莱迪思莱迪思从营收结构看，通信和计算领域、手机和消费电子以及工业和汽车共占营收的90%以 按应用领域划分的产品营收按地理区域划分的产品营收2014至2020年营收（千美元）2014至2020年净利润（千美元）莱迪思2014至2020年营收（千美元）2014至2020年净利润（千美元）莱迪思 2014年至2020年毛利率和净利率2014年至2020年研发费用及其占比800006000040%15%4000010%200005%02014201520162017201820192020研发费用（千美元）研发费用收入占比美高森美在业内久负盛名，因为该公司是美国国防军工FPGA器件顶级供应商，每ARMCortex-M3，安全性经过验证美高森美营收近年来呈上升趋势，主要由微控制器、存储设备和科技授权 2014年至2020年营收（百万美元）2014年至2020年营收（百万美元）2014年至2020年毛利率和净利率2014至2020年扣非后归母净利润（百万美元）2014至2020年扣非后归母净利润（百万美元）2014年至2020年研发费用及其占比900800400018%16%14%12%10%8%6%4%2%0%2014201520162017201820192020研发费用（百万美元）研发费用收入占比莱迪思、美高森美国产FPGA国产FPGA公司概览()安全与识别芯片；非挥发存储器；智能电表芯片；FPGA芯片；件低成本功耗可编程CPLD市国产FPGA国产FPGA公司概览（二）主要产品公司特点布局领域提供集设计软件、IP核、参照设计、开发板、定编译软件开始，兼容切入现有FPGA软件的生场技术门槛：FPGA开发难度大，需要最先进的制造封测工艺，国内低制程与国外相差悬殊，且I替代化市场空间：2018年全球FPGA市场约60亿美元，替代化2013-2025年全球FPGA市场规模（百万美元）激励：伴随政策扶持，中国应用领域需求、新兴基础设施积极展开，同时，国内研发人才2013-2025年全球FPGA市场规模（百万美元）40000数据来源：MRFR，电子发烧友，方正证券复旦微是一家从事超大规模集成电路的设计、开发、测试，并为客电子证照、移动支付、防伪溯源、智能手机、安防监控、工业控制安全识别芯片智能电表芯片非挥发性存储器安全识别芯片智能电表芯片非挥发性存储器专用模拟电路北斗导航•智能电表专用MCU、低功耗MCU、电力线载波等•EEPROM、SPINORFlash、专用NVM存储器等•漏电保护器专用电路、电话机通话电路、照明汽摩电子电路等•北斗实时时钟电路芯片JFM7202等数据来源：上海复旦微公司官网，方正证券研究所整理复旦微是国内FPGA领域技术较为领先的公司之一，目前已可提供千万门级FPGA芯片、FPGA芯片以及嵌入式可编程器件（PSoC）共三个系列的产品。复旦微的亿门级FP于28nm工艺制程，采用业内先进的CMOS工艺，是国内最早研制成功的亿门级FP亿门级FPGA系列亿门级FPGA系列采用了全新的亿门级FPGA创新架构，并集成了专用超高速串并转换模块、高灵活可配置模块、专用数字信号处理模块高速内部存储模块、可配置时钟模块等适用亿门FPGA应用的模填补国内超大规模亿门级FPGA的空白，可满足我国对国防、航空、航天、通信、医疗等领域FPGA器件的迫切需求。主要面向5G通信、视频图像处理、工业控制以及各类消费电子市场等的需求。支持安全性更高的位流加配套开发EDA软件PROCISETM全过程自主研发数据来源：上海复旦微公司官网，方正证券研究所整理可编程PSoC产品，该产品采用28nm工艺制程，内嵌大容量自有eFPGA模块，并配置APU和多个AI加速引擎，可广泛用于高速通信、信号处理、图像处理、工业控制等应用领域。亿门级芯片产品和PSoC芯片产品的成功研发加速提升了我国高性能、高性价比可编程器数据来源：上海复旦微公司招股说明书，方正证券研究所整理公司所处集成电路行业的产业链由集成电路设计、晶圆制造封装测试等环节构成晶圆生产线及封装测试生产线分为两种经营模式：IDM模式和垂直分工模式。上海案，而将晶圆制造、封装测试环节等交由专业的外协厂商完成。由于只专注于公司整体业务流程IC产业链经营模式公司整体业务流程只负责芯片的电路设计与销售；将生产、测试、封装等环节外包。资产较轻，初始投资规模小，创业难度相对较小；企业运行费用较低，转型相对灵活。数据来源：上海复旦微公司招股说明书，方正证券研究2018年增长4,361.71万元，主要系公司在智能电表芯片市场实现了较高收占比看，近五年中国大陆营收占比均在85%以上，有轻微升降；海外营收较2017-2020H1分地区营收2017-2020H1主营业务营收2017-2020H1分地区营收8642020172018设计及销售集成电路（亿元20172018设计及销售集成电路（亿元)集成电路测试服务（亿元）86420201920192020Half其他地区（亿元）中国大陆及香港（亿元）数据来源：上海复旦微公司招股说明书，方正证券研究公司研发费用占营业收入的比例高于同行业可比公司均值，主要由于：1）公司作为集成电路研发都将增加公司的研发投入；3）公司技术储备强，一直以来承接国家各类专项课2017-2020H1公司毛利率情况2017-2020H1研发费用情况与同行业可比公司相比，公司注重产品技术研发，凭借公司长期积累的关键良好的性能，获得高端用户的认可，取得了较好的品牌溢价，使2017-2020H1公司毛利率情况2017-2020H1研发费用情况90%80%70%60%50%40%30%20%10%2020Half2017主营业务毛利率20182020Half2017主营业务毛利率综合毛利率其他业务毛利率综合毛利率654321020172018研发费用（亿元）2019202020172018研发费用（亿元）占营业收入的比例数据来源：上海复旦微公司招股说明书，方正证券研45%40%35%30%25%20%15%10%5%0%公司专注于集成电路芯片设计开发业务，是国内领先的集成电路芯片产品和解智能安全芯片、高稳定存储器芯片、安全自主FPGA、功率半导体器件、超稳晶体频率器件等核心智能安全芯片业务特种集成电路业务•特种微处理器、特种可编程器件、特种存储器存储器芯片业务•存储器芯片业务•DRAM存储器芯片等半导体功率器件业务•半导体功率器件业务•500V-1200V高压超结MOSFET、IGTO、SIC等可重构系统芯片业务晶体器件业务•可重构系统芯片业务晶体器件业务•Titan系列FPGA、Logos系列FPGA等••石英晶体元器件需求的推动下，我国集成电路行业面临良好发展机遇，紫光国微近两年来发展势头相当迅猛，2015至2019营收（亿元）2015-2019年归母净利润及增速数据来源：紫光国微公司年报，方正证券研研发经验，承接了多项FPGA领域国家科技重大专项“核高基”课题，拥有近20流先进制造工艺，带有DDR3和PCIe接口，是国内少有的千万门级FPGA。另外采用了台湾紫光同创公司成立北京分公司成立中国诞生了第一款自主知识产权300万门级Titan系列PGT30G发布公司正式更名为深圳市紫光同创电子有限公司最具潜质奖”被认定为国家高新技术布；公司通过ISO9001:2015质量管理体系认证联合国内知名的FPGA方电子）共同推出国产入Titan系列是中国第一款国产自主产权千万门通信网络、信息安全、数据中心、工业控制等领域。适用领域：产品特性：算术处理单元（APM）数据来源：紫光同创官网，方正证券研究所整理