英特尔赛灵思双雄争霸！FPGA开启第二春

看点：营收稳增、城池扩大、弄法更新，双巨头把握下的FPGA有望迎来第二春。 [本文来自：www.ii77.com]

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作为AI芯片几大主流架构之一，FPGA芯片比来显着高调起来，在GPU尚未攻占的AI推理范畴起头逐渐展露奇特的应用价格，不光周全进军各大数据中心，并且在IoT和主动驾驶等终端范畴稳步扩充地皮。

双巨头款式下，FPGA双雄赛灵思和英特尔，近期的日子都过的相当润泽。

今天，在FPGA范畴排行老二的英特尔可编程解决方案事业部（PSG）方才释放大招，推出刷新的FPGA产物Agilex，集英特尔10nm制程、EMIB、PCIe Gen5、eASIC等各类英特尔自研立异手艺于一体。此外，PSG在2017和2018财年营收均立异高。

在曩昔三年间，FPGA“一哥”赛灵思的成长亦是所向无敌，不光市值翻了快要3倍，并且实现一连十三个季度的营收增进，股价也是一路飙升。

▲2009年4月~2019年4月赛灵思股价走势

此前在曩昔一年，两大FPGA巨头接连抛出惊雷，这厢赛灵思换帅，那厢英特尔FPGA负责人晋升；这厢主攻AI市场，那厢挣得5G市场的第一桶金；7nm和10nm芯片的预告也均于客岁发布，现在英特尔首个10nm FPGA产物已经新颖出炉。

鏖战多年的赛灵思和英特尔（Altera），起头以分歧的弄法迎接新时机，在两大巨头集火猛攻之下，FPGA有望显现新的燎原之势，或将影响到整个半导体财富的将来成长款式。

买卖结构：双雄争霸AI、5G、主动驾驶，络续收获新城池

FPGA（Field-Programmable Gate Array）全名为现场可编程门阵列，1985年由Xilinx创始人之一Ross Freeman发现，比摩尔定律晚20年显现。

FPGA和GPU一般具有并行处理的能力，在硬件固定的情形下，许可用户凭据需要的逻辑功能对电路进行快速烧录，并经由升级软件来实现自界说硬件功能，最终实现天真的、可再设置的、低延迟的加快。

▲处理器的天真性与机能差别

起先FPGA被用于通信、消费电子、汽车电子和工业掌握范畴，近几年，AI、5G、主动驾驶等新兴范畴为FPGA带来了新的成长动力，亦是赛灵思和英特尔都对准的市场蛋糕。

1、市场款式：FPGA市场规模估计2025年达到约125亿美元

近年来，全球FPGA市场规模维持在50-60亿美元摆布，历久被赛灵思（Xilinx）、Altera（阿尔特拉）、Lattice（莱迪思）、Microsemi（美高森美）四大巨头垄断。

尤其是在2015-2016年时代，全球约90%的FPGA市场份额被赛灵思和Altera占有90%，仅赛灵思的市场占比就达到53%，其龙头老迈的位置稳坐如山。自2015年英特尔收购Altera后，它与赛灵思成为FPGA范畴的唯二霸主。

研究机构Market Research Future（MRFR）和国盛证券研究所的申报显露，全球FPGA市场规模客岁徐行增进至63.35亿美元，估计将在2025年达到约125.21亿美元。

▲FPGA全球市场规模（起原：MRFR，国盛证券研究所）

另据MarketsandMarkets最新发布的FPGA市场研究申报，以赛灵思Spartan系列和Altera Cyclone系列为代表的低端FPGA产物将占有最大FPGA市场份额，通信范畴仍将是FPGA最大的市场，而亚太区域作为全球最大汽车制造中心和5G布置宝地，将成为增速最快的市场区域。

▲2017年FPGA厂商的中国区市场份额（起原：紫光同创）

和全球市场款式分布相似，2017年在国内跨越100亿元的FPGA市场中，垄断残山剩水的FPGA厂商仍然是赛灵思，英特尔的Altera则占有了跨越1/4的市场份额，而我国国产市占率仅为4%。

作为赛灵思的第二大营收起原，中国在赛灵思2016-2018财年的营收占比逐年递增，与美国区域的收入差距越来越小。在中国的AI、IoT和5G均在快速成长并走向商用的情形下，FPGA的市场增量估计相当乐观。

▲赛灵思2016-2018财年各地区营收转变（单元单子：亿美元）

客岁12月，英特尔迄今为止全球最大的群集FPGA手艺与生态的立异中心正式在重庆落地。

“我们将借中国立异中心在中国培养FPGA人才、孵化创业企业，而且联袂中国大学以及业界合作伙伴在FPGA事业上大展宏图。”其时英特尔可编程解决方案事业部副总裁兼工程设计总司理Ravishankar Kuppuswamy透露，英特尔FPGA中国立异中心将成为英特尔在中国拓展和扶植FPGA生态系统非常主要的载体。

显然，对于赛灵思和英特尔来说，中国市场是必争之高地。

2、财报剖析：通信买卖仍是最大亮点，汽车范畴增阈高

2016岁首，赛灵思的市值约为120亿美元，现在，这一数值已经跨越320亿美元。赛灵思营收实现一连13个季度的增进，并在比来的2019财年Q3创下8亿美元的营收新记载，同比增进34%。其CEO Victor Peng估计赛灵思的2019财年总营收将首度冲破30亿美元大关。

从细分市场来看，在2019财年Q3（即2018天然年Q4），赛灵思的每个首要垂直市场均取得了增进，通信买卖是个中的最大亮点，营收同比增进41%。Victor Peng称这一强势增进首要得益于韩国的5G布置以及中国、美国5G布置进入预备期”。其数据中心示意同样令人惊喜，增进接近一倍。

其进步产物亦具有相当超卓的带动盈利的能力，据财报显露，其进步产物增进51%，占赛灵思收入的66%，个中高端..Zynq增进约80%。

▲赛灵思2016财年-2019财年Q3营收转变（上）和英特尔2016财年-2018财年营收转变（下）

英特尔在2015年收购其时的FPGA界“二哥”Altera后，成立了其FPGA买卖部门——PSG事业部，是以从2016年Q1英特尔的财报才起头呈现FPGA买卖情形。尽管英特尔PSG在季度间的营收稍有波动，但从整体财年营收来看，其FPGA相关买卖的收入亦在平稳上涨。

除了第一年营收受到9900万美元因收购Altera相关费用所发生的负面影响外，从2016年到2017年，受益于工业、军事及汽车等细分市场的增进，以及数据中心市场以及其28nm、20nm和14nm工艺产物的增进，英特尔PSG全年营收持续走高，在2018年全年收入21.23美元，同比增进11.6%。

▲边缘较量范畴的算力市场规模（起原：中泰证券）

因其天真性、低延时和不乱性等优势，FPGA 比拟其他异构处理器更适配边缘较量场景。据HIS和MRFR研究及展望，将来FPGA的市场增量点将会集中在汽车（主动驾驶）、数据中心和工业智能主动化方面，汽车有望在2025年成为最大的应用范畴，占比29%，数据中心及工业的占比离别被估计攀升至13%和19%。

花开两朵：两大巨头的差别化转型弄法

在AI一统数据中心江湖之际，赛灵思和英特尔显然都不筹算错过这一春风。在方才曩昔的一年前，两大巨头均起头一再展露其面临新时代的野心，在确立了以数据中心为重的相似计谋结构的根蒂上，他们对FPGA的规划起头走上了加倍多元化的道路。

1、由“硬”变“软”的赛灵思：从FPGA到ACAP

作为FPGA的开山开山祖师，尽管赛灵思历久镇守着FPGA业界龙头的位置，它并没有停滞不前，而是早在几年前就起头试图脱下FPGA供给商的帽子，转型成为一家完全可编程（All Programmable）公司。

基于这一计谋，从2011财年到2015财年，赛灵思的市场总体份额从53%增进到56%，高端市占率连结在60%，终端市占率从1%飞速增至54%，低端市占率从40%增至51%，实现高中低端全线无短板。

2018年，赛灵思的雄壮蓝图翻开了更极新的篇章。新上任的赛灵思第四任CEO Victor Peng自进场以来就一向连放大招，先是提出“以数据中心为先、加快主流市场增进、鞭策自适应较量”的三大计谋，紧接着就秀出了超越FPGA的推翻式新招牌——自适应较量加快..ACAP（Adaptive Compute Acceleration Platform）。

ACAP具有高度模块化和可扩展化的特点，据称可实现CPU和GPU所无法企及的机能和功耗比。在这一全新框架下，赛灵思发布采用台积电7nm工艺的业界首款ACAP加快..Versal系列，估计将在本年交付给客户。

此外，赛灵思还发布了Alveo系列AI加快卡，进一步推进了赛灵思向..公司的转型。

2、双管齐下的英特尔：自力芯片与协加快器齐飞

当然，看到FPGA在数据中心的广宽市场的公司不止赛灵思，2015年，英特尔以167亿美元的高价收购FPGA范畴老二Altera，这也是英特尔迄今为止最大的收购。英特尔其时的CEO Brian Krzanich展望到2020年，三分之一的云斥地商将会使用夹杂的CPU-FPGA。

收购Altera后，英特尔引入领先的FPGA手艺，并起头将FPGA手艺与英特尔其他的CPU、GPU等手艺和资产集成在一路，从而开发新的高增进细分市场。与赛灵思历久专注于FPGA分歧，英特尔打得是一套组合拳。

其FPGA器件首要由两类用途。一是将FPGA作为一种自力的在线加快器，预处理大量非构造化数据；二是将FPGA放在CPU旁边作为离线加快器，经由将英特尔至强处理器和加快软件客栈无缝协作，。

经由这两种策略，英特尔扩展了FPGA加快..产物组合，并与英特尔至强处理器、eASIC、Nervana、Mobileye、Atom等英特尔其他产物协同感化，用于解决从边缘到云端、以及收集转型和企业级应用中的复杂问题。

今日英特尔方才发布的Agilex FPGA更是英特尔多重立异实力的集大成者，和此前Stratix FPGA产物分歧，Agilex更像是一个英特尔的弗成朋分的部门，能以超快速度和超高天真性缔造解决方案。

此外，在客岁7月，英特尔将其可编程解决方案事业部总司理Daniel (Dan) McNamara从副总裁晋升为高级副总裁，加上12月在重庆设立FPGA立异中心，足见英特尔对FPGA买卖的注重和加码。

扩充实力与扩张城池：两大巨头的拉锯战

为了稳定实力和扩大市场占比，赛灵思和英特尔除了升级自身手艺和产物阵列外，均在并购和构建生态系统方面加大了火力。

从双方的隔空交战，我们也能够依稀窥探到二者在扩展中国市场上的排兵布阵。

1、收购进行时：拿下中国独角兽vs补强构造化ASIC

不知道是不是巧合，两家公司都在客岁7月公布了新的收购案，并且发布日期相隔不外5天。

2018年7月13日，英特尔公布将拥有约120名员工的美国构造化ASIC供给商eASIC收入麾下，并将其并入PSG事业部。

eASIC索求了一条在FPGA可编程和ASIC高机能优势之间的折中路径——构造化ASIC产物，据称机能功耗都更接近ASIC，同时成本约是尺度单元的1.5-2倍。

经由收购eASIC，英特尔扩展了其PSG的芯片组合，进一步优化机能和功耗，并经由实现从FPGA到构造化ASIC的低成本转换等体式，有效缩短产物上市时间并减低斥地成本。

▲英特尔可编程解决方案集体公司副总裁兼总司理Dan McNamara（左）与eASIC首席执行官Ronnie Vasishta在英特尔公司总部外的合照。

赛灵思收购深鉴科技的新闻则在客岁7月18日凌晨释放，因为深鉴科技是中国AI芯片范畴最受瞩目的独角兽之一，该收购案在国内AI和芯片财富更是引起了轩然大波。（突发！AI芯片独角兽深鉴科技被美国赛灵思收购）

这一新闻能够说是既在料想之外，又在情理之中。2016年成立的深鉴科技一起头选择的芯片方案就是赛灵思的FPGA，赛灵思不光是深鉴的早期投资者，也是深鉴的主要合作伙伴。

按照赛灵思的说法，收购深鉴将进一步增加赛灵思的工程手艺研发力量，被收购后的深鉴会持续将研发重点放在主动驾驶和ADAS范畴。不外除了深鉴的人才、手艺立异能力和成长路径外，有业内子士猜测，赛灵思的并购深鉴的首要方针是深鉴背后广宽的中国市场。

▲深鉴科技曾推出的自研AI芯片“听涛”

除了eASIC和深鉴外，还有一家以色列创企Mellanox在客岁成为巨头争抢的“香饽饽”，从客岁11月到本年1月底，先后传言被赛灵思、微软、英特尔竞标，收购价被估计为50-60亿美元，最终在3月被NVIDIA这个“半路杀出来的程咬金”豪掷69亿美元截胡。

这家首要做办事器和存储保持方案的收集设备供给商，几乎笼盖了包罗收集掌握芯片、网卡、交流机、软件等在内的各类数据中心收集产物，全球前十的大型公司有九家都选用了Mellanox的方案。无论谁最终将Mellanox收入麾下，都将为本身的数据中心硬件买卖增添了一双有力的同党。

2、FPGA生态战升级，两大巨头瓜分世界

凭据Gartner发布的最新申报，曩昔一年全球云办事市场呈现高速成长，办事商呈现向巨头汇聚的特点，云较量范畴被亚马逊AWS、微软Azure、谷歌云、阿里云、IBM、华为云、百度云、腾讯云等等揽走绝大多数市场份额。

对于赛灵思和英特尔而言，毫无疑问，这几大超等公较量数据中心会是必争的合尴尬象。两家公司的FPGA产物组合均已获得很多合作伙伴和OEM厂商生态系统的支撑。

▲全球几大云较量厂商用于机械进修即办事（MLaaS）的根蒂举措即办事（IaaS）实例分布

赛灵思在AI的生态结构上已经坐拥亚马逊AWS、阿里、百度、华为等大客户，并与这些合作伙伴配合推出FaaS（FPGA as a Service）云办事等新买卖。

以阿里为例，阿里云推出的FPGA较量实例舜天F3在图片识别场景下，能供应相当于7台CPU办事器的算力，比拟CPU节约了40%的TCO成本。

同样，英特尔在FPGA的生态扶植方面也不落下风。在数据中心已经布置了约25万台FPGA的微软，就在其定制硬件加快器Project Brainwave项目中选择了英特尔Stratix 10 FPGA，据称对于微软自界说的8位浮点数运算，能达到最高90Tops的吞吐量，这大大匡助加快微软Azure云办事更好地运行AI。

此外，客岁12月，英特尔在重庆成立了全球最大的英特尔FPGA立异中心，并规划构建专业的FPGA..和人才认证系统，借此打造更壮大的FPGA立异生态。

上升期的FPGA：手艺、市场、模式之变

总体来看，FPGA在手艺、市场和模式弄法方面都在稳中有序地改变，赛灵思和英特尔都在挖掘FPGA在快速布置方面的上升空间。

1、手艺更新：系统算法与制程持续更新

在手艺方面，近十年来，FPGA并没有显现质的冲破，行业垄断已经形成。赛灵思和英特尔Altera拥有绝对的垄断地位，二者的专利加起来跨越6000项，笼盖到大多数FPGA架构和焦点电路、应用方案，并且这一数量还在持续增加中。

作为FPGA龙头，赛灵思一向走在手艺的最前列，从第一个嵌入式处理器、第一个3D架构的FPGA到第一个ASIC+UltraScale架构FPGA，赛灵思在络续地创造新的神话。

此外，从赛灵思最新财报来看，其20nm/16nm工艺UltraScale系列、28nm工艺7系列和Alveo加快卡等等高端产物（Advanced Product）产物，在上一财季为赛灵思带来了近2/3的收入。

在制程工艺方面，继在28nm/20nm/16nm三代产物领先，并在集成度和编程的模式上缔造了重大冲破后，赛灵思又要在本年率先将7nm FPGA交付给客户，而英特尔的10nm FPGA产物也在今日推出。就今朝来看，两家公司都在遵循摩尔定律，按着持续缩小芯片尺寸的路径做研发。

为认识决FPGA编程门槛高的问题，除了推出简化斥地难度的加快卡外，赛灵思和英特尔离别也在软件斥地方面做了持续投入和钻研。

此外，在立异产物方面，赛灵思客岁发布的全新ACAP架构由该公司1500名工程师历时4年、投入跨越10亿美元研发而成，连系了分布式存储器与硬件可编程的DSP模块、一个多核SoC以及一个或多个软件可编程且同时又具备硬件天真应变性的较量引擎，并悉数经由片上彀络（NoC）实现互连。

今日英特尔发布的全新Agilex FPGA则采用英特尔10nm工艺、新一代HyperFlex架构、嵌入式多芯片互连桥接（EMIB）封装手艺等英特尔自研多项立异手艺。

相信将来赛灵思和英特尔的7nm与10nm FPGA之争、以及ACAP与Agilex的正面比武将是一大看点。

2、市场更大：数据中心、嵌入式视觉、5G和工业物联网

当下的科技行业几大热点新兴范畴，包罗AI、5G、云较量、嵌入式视觉、工业物联网等，都有FPGA的一席之地。

首先被赛灵思和英特尔配合视为计谋重心的数据中心市场。作为撑持AI、云较量和存储的主要凭据，全球多家超等数据中心均有采用FPGA加快硬件较量方案。尽量近年来这一市场日趋饱和，但如FPGA加快卡等新型多功能加快器解决方案，有望为增进放缓的办事器市场带来新的活力。

云和数据中心是必争的宝地，边缘较量范畴的比赛天然也不遑多让，嵌入式视觉和工业物联网均是两大FPGA巨头竞争的高地。个中最引入瞩目的应用当属主动驾驶，赛灵思和英特尔的FPGA主动驾驶解决方案均被数十家OEM品牌和上百家车型普遍采用。

今朝汽车传感器中FPGA芯片的应用相对成熟。赛灵思的产物已经笼盖29个OEM品牌和多达111种车型，新推出的“ACAP”和收购深鉴科技之举都将进一步增加赛灵的实力。此前某AI芯片创企CEO曾向智器材透露，只有赛灵思有车规级的 FPGA，L1-L3层找不到竞赛灵思性价比更高的..， 是以赛灵思至少在5年内有较好的市场契机。

英特尔则经由补齐CPU、FPGA、Mobileye的EyeQ芯片以及5G和收集的大部门要害手艺，在主动驾驶范畴形成了一套端到端的完整解决方案。据说谷歌Waymo从2009年起就采用了英特尔至强处理器、Arria FPGA和英特尔网卡来研发主动驾驶手艺。

通信作为FPGA最不乱和最大的盈就手场，即将迎来5G的爆发，随之而来地便是对更大带宽和更强旌旗处理能力的刚需。这对在基率领域历久拥有优势的赛灵思和已竖立壮大收集功能虚拟化（NFV）生态系统的英特尔来说，都将是将来营收增进的主要起原。

上周，英特尔可编程解决方案事业部首席产物..官Patrick Dorsey在接管时透露，英特尔收购eASIC的一个首要原因就是为了5G和无线。

3、模式弄法更新：雄厚组合，刷新产物

总体来看，异构较量已经成为大多数数据中心采用FPGA加快较量的主流方案。FPGA作为具有高度天真性的多功能加快器，慎密连系应用需求，为整体较量方案带来更高的较量效率和更低的功率和成本。

在这一根蒂上，两大FPGA巨头都在探寻着扩展FPGA疆界的多元化弄法。除了鞭策..算力升级外，赛灵思着重发力软硬件可编程性的提拔，使其加倍天真的应用于分歧AI场景。

英特尔则手持FPGA、eASIC、ASIC三大利器，慢慢丰满其可编程解决方案的羽翼，以CPU-FPGA夹杂器件和打造可编程加快卡等产物的双轮驱动体式，在数据中心、收集及物联网正在鞭策其以数据为中心的买卖。

同时两大巨头各自推出了分歧于以往FPGA的全新FPGA产物——ACAP和Agilex。

ACAP被赛灵思新任总裁兼CEO Victor Peng称为赛灵思自发现FPGA以来最卓著的工程成就，对业界来说是一项重大的手艺推翻，在将来5-10年内成为市场中的主要产物。”

英特尔Patrick Dorsey则透露，Agilex是英特尔首次将公司里所有的能力集成于一个解决方案，而且任何斥地者均可使用。

结语：FPGA的黄金时代还未到来

FPGA可重构性、高效、低延迟、低成本等长处迎合了多种新兴市场对更天真的硬件资源的需求。从一个自力的单一硬件个别，到与其他硬件协同感化的系统化整体解决方案，FPGA的应用界限络续扩展，它逐渐在半导体市场饰演加倍主要的脚色。

历久以来，FPGA面临手艺门槛高、人才少和生态不完整三大挑战。赛灵思和英特尔除了升级手艺外，也起头加固环绕人才和生态系统的角力。作为FPGA范畴最焦点的两大玩家，这两家公司从手艺到应用均在引领者FPGA的将来走向。跟着赛灵思7nm芯片Versal和英特尔10nm FPGA芯片投入应用，改变AI推理的市场款式也不是没有或者的事。

不外，尽管市场展望一片叫好，FPGA市场规模已经一连几年不乱在50-60亿美元区间，再加上2019年被估计是AI热大幅退烧的一年，在整体半导体市场陷入低气压的配景下，FPGA可否逆势增进还有待视察。当然，跟着FPGA双巨头加倍壮大，中国本土FPGA厂商也亟待经由差别化立异寻找突围之路。

▲有FPGA买卖的中国公司（起原：国盛电子整顿，国盛证券研究所）

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