兩(liǎng)個月前，國(guó)産FPGA廠商安路科技成(chéng)功于科創闆上市。在其招股書中稱：“根據Frost&Sullivan 數據，以出貨量口徑統計，2019 年，公司FPGA芯片在中國(guó)市場排名第四，在國(guó)産品牌中排名第一。”那麼(me)這(zhè)個被(bèi)一些人稱作“國(guó)産FPGA第一股”的安路科技究竟怎麼(me)樣(yàng)呢？

　　本文將(jiāng)從FPGA行業的發(fā)展、國(guó)産FPGA的發(fā)展情況以及安路科技的發(fā)展情況進(jìn)行分析。

　　安路科技是一家專注于FPGA芯片設計領域的企業，主營業務就(jiù)是FPGA芯片。

　　FPGA全稱爲：現場可編程邏輯門陣列（Field-Programmable Gate Array），是基于通用邏輯電路陣列的集成(chéng)電路芯片，其最大的特點是芯片的具體功能(néng)是在制造完成(chéng)以後(hòu)由用戶配置決定，因此得名“現場可編程”。

　　第一、門陣列：FPGA芯片是由大量的邏輯門陣列組成(chéng)的，而邏輯門是數字電路的基本單元。那麼(me)FPGA隻要控制好(hǎo)這(zhè)些門陣列，理論上就(jiù)可以實現任意的數字電路功能(néng)。這(zhè)也是FPGA芯片被(bèi)稱爲萬能(néng)芯片的原因。

　　第二、“可編程”：工程師可以通過(guò)硬件描述語言（例如VHDL和Veriglog）控制FPGA芯片上的邏輯門陣列，這(zhè)裡(lǐ)的“編程”和一般我們在電腦上做的軟件編程并不是一個概念。

　　舉個例子來說(shuō)，軟件上的編程就(jiù)像我們在電腦上裝了一個新軟件，實現了一些新功能(néng)。但是裝完軟件的電腦還(hái)是那台電腦。但像FPGA這(zhè)種(zhǒng)就(jiù)屬于“硬件上的編程”，這(zhè)是可以改變硬件結構的。就(jiù)像一個FPGA芯片之前被(bèi)“編程”爲了網卡，我們可以重新“編程”，讓它變成(chéng)一個聲卡。

　　對(duì)于初學(xué)者來說(shuō)，反熔絲型FPGA也許是一個最好(hǎo)解釋“硬件編程”的例子，反熔絲型FPGA的一些節點在未編程時(shí)處于高阻态，是一種(zhǒng)近乎斷開(kāi)的狀态。而在編程後(hòu)，通過(guò)一定的電壓加在反熔絲點，斷開(kāi)的點就(jiù)短接上了。也就(jiù)是說(shuō)反熔絲技術在物理層面(miàn)上改變了電路的通斷，進(jìn)而改變電路的功能(néng)。而如果是軟件的編程，編程如果讓CPU内部發(fā)生斷開(kāi)或者短接，那CPU一定是燒壞了。

　　就(jiù)是因爲FPGA這(zhè)樣(yàng)的特點，FPGA可以算是應用範圍最廣的芯片了，基本各行各業都(dōu)能(néng)看到它的影子。FPGA雖然應用範圍廣，但在每個領域的用量其實很少，如同蜻蜓點水。這(zhè)樣(yàng)的結果就(jiù)是每年的市場規模缺顯得少得可憐，根據Frost&Sullivan的統計2020年全球FPGA市場規模約爲60.8億美元，而同年全球集成(chéng)電路産業市場規模約爲3546億美元。

　　造成(chéng)FPGA芯片市場規模較小的原因其實就(jiù)在于市場上有MCU和ASIC這(zhè)兩(liǎng)位“老大哥”芯片的存在。

　　目前FPGA芯片在市場上處于被(bèi)低成(chéng)本的MCU芯片和高性能(néng)的ASIC芯片夾擊的局面(miàn)。

　　低成(chéng)本的MCU芯片：MCU芯片也叫(jiào)單片機，是集CPU、RAM、ROM、定時(shí)計數器和多種(zhǒng)I/O接口于一體的芯片。我們可以將(jiāng)單片機理解爲一個微型電腦，工程師可以根據需要編寫一些程序，然後(hòu)將(jiāng)這(zhè)些程序燒錄到單片機這(zhè)個微型電腦上運行。簡單來說(shuō)，單片機的本質就(jiù)是在“微型電腦”上跑軟件。

　　單片機的效率和性能(néng)方面(miàn)是遠遠弱于FPGA與ASIC芯片。（軟件實現方案不如硬件）因爲屬于軟件編程，可以自定義軟件，單片機的應用範圍非常廣。無論是從芯片采購的成(chéng)本還(hái)是從開(kāi)發(fā)的成(chéng)本看，都(dōu)很便宜。

　　在電子産品中，很多控制器的開(kāi)發(fā)需求就(jiù)是：能(néng)定制功能(néng)、性能(néng)夠用，最重要的要控制成(chéng)本。舉個例子來說(shuō)，我們要開(kāi)發(fā)一個遙控器的控制芯片，這(zhè)個遙控器有定制功能(néng)，所以不能(néng)用市面(miàn)上的通用遙控器芯片。那麼(me)在這(zhè)種(zhǒng)情況下，單片機無疑是最好(hǎo)的選擇。滿足這(zhè)種(zhǒng)需求的單片機芯片一般也就(jiù)幾塊錢一個，加上其它各種(zhǒng)費用，最後(hòu)這(zhè)個遙控器的單個成(chéng)本可以控制在十幾塊，而且整個開(kāi)發(fā)周期會(huì)非常短。如果用FPGA方案，開(kāi)發(fā)成(chéng)本和芯片成(chéng)本都(dōu)會(huì)大幅提高。如果選擇設計ASIC芯片，那費用就(jiù)更貴了，流片的成(chéng)本對(duì)于很多小公司是根本無法接受的。另一方面(miàn)，就(jiù)在這(zhè)種(zhǒng)需求場景下，單片機、FPGA與ASIC的性能(néng)差異基本體現不出來。一個遙控器按下開(kāi)關後(hòu)，是0.1秒還(hái)是0.01秒的響應時(shí)間對(duì)于用戶來說(shuō)是區别不大的。但一個遙控器賣15元還(hái)是150元，這(zhè)個區别真的很大。

　　也正是因爲這(zhè)樣(yàng)，我們身邊能(néng)接觸到的很多電子産品、家用電器都(dōu)使用了單片機芯片，比如：冰箱、洗衣機、智能(néng)汽車、電腦、電源、鍵盤、手機、相機。（注：在一些複雜的電子産品上往往是單片機與其它方案的控制器共同控制）

　　單片機芯片雖然單價便宜，但就(jiù)是憑著(zhe)這(zhè)種(zhǒng)“走量”的發(fā)展思路，其市場規模比FPGA還(hái)大。根據IC Insights的數據顯示，MCU的市場規模從2015年的159億美元增長(cháng)至2020年207億美元。（2020年FPGA全球市場規模約爲60.8億美元）

　　高性能(néng)的ASIC芯片：ASIC全稱爲Application Specific Integrated Circuit即專用集成(chéng)電路，是一種(zhǒng)可以完全定制的芯片。在前文中我們提到過(guò)，FPGA是一種(zhǒng)可以改變的芯片，爲了可以改變，FPGA有獨特的電路結構實現“改變”的功能(néng)。而對(duì)于ASIC來說(shuō)，它在流片之後(hòu)不需要改變，所以這(zhè)部分“爲了改變而生”的電路結構就(jiù)可以省掉了。也因此，在同等情況下ASIC性能(néng)比FPGA更強，功耗也可以做到更低。同樣(yàng)一個産品，從FPGA方案轉換到相近工藝的ASIC方案，大約可獲得5-25倍的性能(néng)提升。（5-25倍爲調查少量實際案例的所得數據，僅供參考）

　　在成(chéng)本方面(miàn)，FPGA的單個成(chéng)本基本固定。而ASIC入門成(chéng)本高，邊際成(chéng)本低。一次流片的成(chéng)本是非常高的，但随著(zhe)産量的增大，單片成(chéng)本又可以降到很低。舉個例子來說(shuō)FPGA就(jiù)像手工制作，而ASIC更像流水線生産。手工制作需要的工具成(chéng)本低，但生産單個産品的成(chéng)本固定。而流水線搭建費用高，但隻要搭建起(qǐ)來，每個産品的成(chéng)本可以非常低。

　　有錢ASIC、沒(méi)錢單片機成(chéng)爲兩(liǎng)大主流選擇：對(duì)于想控制成(chéng)本的小公司或者大公司的小項目，他們會(huì)直接選擇單片機進(jìn)行開(kāi)發(fā)。如果對(duì)于芯片的性能(néng)有要求，或者說(shuō)想做生态想“走量”的大公司來說(shuō)，ASIC成(chéng)了合适選擇。

　　以5G基站爲例，在早期相關芯片的用量少，而且技術标準也在不斷的探索與演進(jìn)，FPGA在此時(shí)就(jiù)是非常好(hǎo)的選擇。而在之後(hòu)，技術标準逐漸确立，5G基站的數量需求大幅增加，部分原有的FPGA芯片會(huì)替換成(chéng)ASIC芯片。ASIC芯片規模經(jīng)濟效應就(jiù)會(huì)在此時(shí)顯現出來。

　　對(duì)于 ASIC芯片相比FPGA芯片性能(néng)更強的現狀 ，FPGA廠商的解決辦法是：ASIC芯片性能(néng)更強是吧？讓它們加入“FPGA”這(zhè)個大家庭就(jiù)好(hǎo)了。將(jiāng)CPU、GPU這(zhè)些ASIC芯片和傳統FPGA芯片進(jìn)行組合，成(chéng)爲“融合型FPGA”。這(zhè)樣(yàng)整個産品的性能(néng)也有了，FPGA的相關優勢也保留下來了。

　　比如可以將(jiāng)FPGA和CPU之類的融合在一起(qǐ)賣，像賽靈思（Xilinx）的Zynq系列就(jiù)是將(jiāng)FPGA與ARM CPU整合到一起(qǐ)。而英特爾的至強金牌6138P處理器則是將(jiāng)FPGA與X86 CPU整合到一起(qǐ)。

　　又或者是像Xilinx的ACAP，將(jiāng)标量處理單元（例如 CPU）、矢量處理單元（例如 DSP、GPU）、可編程邏輯（例如 FPGA）整合到了一起(qǐ)。

　　但是朝著(zhe)“融合型FPGA”發(fā)展也會(huì)帶來另外一個問題，就(jiù)是加速FPGA的邊緣化和附庸化。在上述這(zhè)些融合型FPGA産品中我們可以發(fā)現，雖然整個産品還(hái)算FPGA産品，但産品中的“純FPGA”占比越來越低。CPU、GPU、DSP等非FPGA的成(chéng)分占比越來越高了。

　　另一方面(miàn)，在FPGA行業可以算得上是“龍頭”的企業主要是兩(liǎng)家，Altera和Xilinx，這(zhè)兩(liǎng)家在全球的市場份額占比常年處在80%-90%。其中Altera已經(jīng)在2015被(bèi)英特爾收購，成(chéng)爲了英特爾FPGA。在收購之後(hòu)推出的類似至強金牌6138P處理器這(zhè)類産品中，FPGA的占比已經(jīng)非常低了。在這(zhè)類産品中FPGA已經(jīng)基本處于一個“附庸”的地位，相當于CPU附帶了FPGA功能(néng)。而另一家龍頭Xilinx正走在被(bèi)AMD收購的路上，在收購之後(hòu)AMD也有可能(néng)推出類似的産品與英特爾抗衡。而這(zhè)種(zhǒng)FPGA成(chéng)爲CPU（或者GPU等其它ASIC芯片）的附屬芯片則有可能(néng)成(chéng)爲一種(zhǒng)趨勢。

　　在全球市場方面(miàn)，除了Altera（英特爾 FPGA）和Xilinx以外，還(hái)有Lattice（萊迪思）及Microsemi有著(zhe)一定的市場份額。

　　在樂觀者看來，FPGA國(guó)産化率低，未來的國(guó)産替代空間大。但是長(cháng)期以來FPGA行業國(guó)産化率低是有原因的，因爲這(zhè)個行業壁壘非常高。

　　對(duì)于FPGA行業來說(shuō)，做FPGA芯片是需要做整個開(kāi)發(fā)生态的，不是隻把FPGA芯片流片出來就(jiù)行的。

　　以EDA（Electronic design automation）工具軟件爲例，對(duì)于比較了解這(zhè)個行業的朋友可能(néng)會(huì)知道(dào)，EDA軟件的開(kāi)發(fā)成(chéng)本并不低。而在使用FPGA芯片的時(shí)候就(jiù)必須用到配套的EDA工具。比如Xilinx的Vivado、英特爾的QuartusII、Lattice的Diamond、紫光同創的PDS，這(zhè)些都(dōu)是配套各家FPGA芯片的EDA工具。

　　FPGA廠商在賣FPGA芯片的時(shí)候順便提供一個配套的EDA工具就(jiù)像賣手機送充電器一樣(yàng)是天經(jīng)地義的事(shì)。（蘋果除外）

　　但從研發(fā)成(chéng)本的角度來看，雖然EDA基本是送的，但EDA的開(kāi)發(fā)是需要真金白銀砸錢研發(fā)的。對(duì)于已經(jīng)形成(chéng)規模的大公司來說(shuō)，他們的EDA在很多年前就(jiù)已經(jīng)相對(duì)完善，即使每年不投入高額的研發(fā)費用，也能(néng)保持領先的地位。而新進(jìn)FPGA企業即使在每年投入高額的研發(fā)費用，也很難做到和大公司一個水平。

　　從使用者的角度來說(shuō)，大廠的EDA軟件在使用過(guò)程中遇到問題可以通過(guò)網上查詢、咨詢客服等方式快速解決。而國(guó)産FPGA一般都(dōu)因爲使用人群較少，相關資料在上也非常稀少，很多問題需要較長(cháng)的反饋周期才能(néng)解決。

　　從使用FPGA芯片的公司角度來說(shuō)，國(guó)産FPGA芯片開(kāi)發(fā)環境的穩定性是有待驗證的，因此不會(huì)輕易更換國(guó)産芯片。FPGA芯片整個開(kāi)發(fā)過(guò)程（此處指拿到FPGA芯片後(hòu)對(duì)芯片功能(néng)進(jìn)行的開(kāi)發(fā)）是十分複雜的，每個地方都(dōu)有可能(néng)影響到最後(hòu)的結果。爲了項目成(chéng)功率更高一些，這(zhè)些公司更青睐于使用經(jīng)曆了市場考驗的大廠FPGA芯片。

　　舉個例子來說(shuō)，比如一個畢業生剛剛參加工作，他在大學(xué)期間熟練使用的是Windows系統的電腦，但單位配發(fā)的是搭載Mac系統的蘋果電腦。因爲不習慣用Mac系統，其工作效率就(jiù)會(huì)受到影響，不過(guò)好(hǎo)在Mac系統使用的人群也很多，遇到問題可以上網查詢。

　　但如果單位配發(fā)的電腦搭載的是一種(zhǒng)小衆的自研系統，那對(duì)于畢業生來說(shuō)麻煩就(jiù)很大了。相關資料查不到，隻能(néng)聯系開(kāi)發(fā)商，結果就(jiù)是效率極低。

　　對(duì)于用習慣Windows電腦的人，如果想勸他用蘋果就(jiù)已經(jīng)很難了，更何況還(hái)要勸他用小衆的自研系統。這(zhè)就(jiù)是現在國(guó)産FPGA推廣很難的原因。

　　總體來說(shuō)，由于國(guó)内大多數的FPGA工程師（使用者）都(dōu)習慣于使用Xilinx或是英特爾的FPGA産品，如果要從Xilinx的 FPGA 轉換爲國(guó)産FPGA 會(huì)具有一定的轉換成(chéng)本。因此國(guó)産FPGA市場占有率的快速提升是十分困難的。

　　在一些分析文章和報告中將(jiāng)安路科技稱爲龍頭企業，并指出安路科技在國(guó)産FPGA廠商中排名第一。那麼(me)安路科技真的是國(guó)産第一以及龍頭企業嗎？

　　安路科技在其招股書中提到了兩(liǎng)個關鍵數據，2019年在中國(guó)市場以出貨量口徑統計，安路科技出貨量第四，占據了6.0%的市場份額。以銷售額口徑統計，安路科技的銷售額排名第四，占據了0.9%的市場份額。

　　從統計的結果上看，排名前三的都(dōu)是美國(guó)企業，所以安路科技是國(guó)産第一并沒(méi)有什麼(me)問題。但這(zhè)裡(lǐ)值得注意的是，除去前三家，剩下的市場份額僅有3.7%，而安路科技占了0.9%，排名第一。所以放眼整個市場，安路科技的市場占有率其實是非常低的。

　　另外對(duì)于FPGA産品，在目前市場上産品跨度過(guò)大的情況下，其實不應該用出貨量來進(jìn)行評估。畢竟賣出一塊55nm的芯片和賣出一塊7nm的芯片意義是完全不同的，如果以出貨量進(jìn)行評估的話對(duì)于技術不太先進(jìn)的企業是有明顯優勢的。

　　以安路科技爲例，其FPGA産品覆蓋28nm-55nm的工藝制程，而與之對(duì)标的國(guó)際大廠産品大多發(fā)布于10年前。比如英特爾的Stratix V系列FPGA芯片采用28nm工藝，發(fā)布于2010年。安路科技如果以出貨量進(jìn)行評估，則其市場份額就(jiù)能(néng)從0.9%（以銷售額統計）提高到6%。

　　同樣(yàng)，排名第三的Lattice雖然其高端型号FPGA仍停留在28nm工藝制程，但如果以出貨量進(jìn)行評估，其市場份額就(jiù)能(néng)從5.2%（以銷售額統計）提高到23.2%。這(zhè)種(zhǒng)更換統計方式獲得的市場份額提升的确是立竿見影的。

　　關于是不是龍頭企業，最直接的方法就(jiù)是看相關市場對(duì)其産品的認可度。具體到FPGA這(zhè)個行業來說(shuō)，我們可以看FPGA工程師的招聘需求。

　　在安路科技官網上，無論是校招還(hái)是社招，隻要是與FPGA有關的崗位都(dōu)有這(zhè)樣(yàng)一條要求：“熟悉Xilinx或者Altera等公司器件，了解其内部結構和基本IP”其中Xilinx市場占有率第一，Altera（英特爾 FPGA）市場占有率第二。那麼(me)至少在安路科技自己看來，國(guó)内市場上FPGA行業的龍頭是Xilinx與英特爾這(zhè)兩(liǎng)家。

　　當然除了市占率和産品市場認可度，我們還(hái)可以從技術水平和淨利潤去分析安路科技。

　　目前安路科技最高端的FPGA芯片爲PHOENIX1，采用28nm工藝，于2021年開(kāi)始批量供貨。

　　安路科技在其招股書中將(jiāng)該系列芯片與Xilinx的28nm芯片Artix-7 XC7A100T進(jìn)行對(duì)比，紙面(miàn)數據的對(duì)比結果可以說(shuō)是旗鼓相當或者小勝一籌。

　　第一、此次參與對(duì)比的Artix-7 XC7A100T發(fā)布于2012年（甚至更早之前）。

　　第二、此次參與對(duì)比的Xilinx Artix-7系列芯片定位爲低價格、低功耗。其官網上的宣傳視頻將(jiāng)其稱爲“低端器件中性能(néng)最佳的收發(fā)器”，也就(jiù)是說(shuō)該系列産品屬于低端定位。而與之對(duì)比的則是安路科技的最新的旗艦芯片。

　　注：以上僅爲Xilinx 28nm産品線的部分型号（更爲先進(jìn)的20nm、16nm、7nm工藝産品不在其中）

　　第三、即使真的要去“偷襲”Xilinx 9年前的老産品中的低端系列芯片，他在招股書中對(duì)比的也隻是這(zhè)個低端型号中的第二名XC7A100T。在上面(miàn)的文檔中我們可以發(fā)現，在9年前發(fā)布相關産品時(shí)，該系列的最強芯片型号爲XC7A200T，如果用這(zhè)個型号的芯片與安路科技現在的旗艦芯片對(duì)比的話，結果如下：

　　也就(jiù)是說(shuō)，如果將(jiāng)安路科技現在的旗艦芯片與Xilinx 9年前低端系列中的第一對(duì)比，相關指标大緻爲對(duì)方的一半。

　　在招股書中，安路科技將(jiāng)PHOENIX系列芯片定位爲面(miàn)向(xiàng)高性能(néng)可編程邏輯市場。那麼(me)我們不妨從將(jiāng)這(zhè)款芯片與Xilinx 9年前的高端芯片進(jìn)行一下對(duì)比，本次我們選擇的對(duì)手是XC7VX1140T，同樣(yàng)是發(fā)布于2012年（甚至更早之前），同樣(yàng)是28nm。

　　從對(duì)比中我們可以看出，XC7VX1140T的等效LUT數量大約爲安路科技PH1A100的8.9倍，DSP 數量大約爲後(hòu)者的15.85倍，User IO 數量大約爲後(hòu)者的3.53倍。由此可見，安路科技目前的FPGA産品與9年前國(guó)際大廠的産品之間尚有差距。

　　在很多文章中，我們可以看到這(zhè)樣(yàng)的數據對(duì)比。這(zhè)類對(duì)比采用工藝制程和門級規模來比較不同FPGA廠商間的技術實力。在這(zhè)樣(yàng)的對(duì)比下，複旦微電和紫光同創的FPGA産品看似比安路科技先進(jìn)了很多。但采用門級規模進(jìn)行對(duì)比，嚴謹性其實很差。

　　門級數量其實是ASIC芯片的容量指标。在FPGA芯片發(fā)展早期，部分FPGA廠商爲更好(hǎo)的進(jìn)行推廣宣傳，讓客戶更加了解FPGA芯片的性能(néng)，爲客戶提供等效邏輯門數指标方便與ASIC芯片進(jìn)行對(duì)比。但FPGA芯片的LUT單元如何等效轉換爲邏輯門，在工業界和學(xué)術界沒(méi)有統一的計算方法。

　　在Xilinx關于XC5000系列産品的技術文檔中，有著(zhe)這(zhè)樣(yàng)的換算方法：

　　一個logic cell（包含一個4輸入LUT和一個寄存器）可以等效成(chéng)8-21個門，典型值是12個門。

　　當我們假設一個符合該标準的FPGA芯片，它有500萬個logic cell，那麼(me)這(zhè)時(shí)候我們我們可以算出，它的等效門數量爲4000萬-1.05億。也就(jiù)是說(shuō)廠商在宣傳這(zhè)個産品的時(shí)候，可以將(jiāng)這(zhè)個FPGA芯片稱爲千萬門級FPGA（4000萬），也可以稱爲億門級FPGA（1.05億），而且這(zhè)兩(liǎng)種(zhǒng)說(shuō)法都(dōu)有相關技術文檔的支持。

　　另外這(zhè)還(hái)隻是讨論同一廠商同一系列器件的差距，不同廠商之間換算成(chéng)門數量的差距還(hái)會(huì)更大。這(zhè)就(jiù)像如果對(duì)比兩(liǎng)個人的收入，一個人是月薪3000元人民币，另一個人是月薪3000美元，然後(hòu)在統計的時(shí)候兩(liǎng)個人都(dōu)算“千元級收入”，所以兩(liǎng)個人收入大緻等同。這(zhè)樣(yàng)對(duì)比的結論肯定是不準确的。

　　由于等效邏輯門數量的計算方法缺乏統一标準，在2000年後(hòu)，國(guó)際FPGA廠商開(kāi)始逐漸停止提供等效邏輯門指标，隻采用基于LUT的邏輯單元數量作爲最基本容量指标。但由于不同FPGA芯片公司或同一公司不同系列的芯片中使用的LUT規格也不盡相同，爲了具有可比性，通常都(dōu)將(jiāng)LUT規格等效成(chéng)四輸入查找表，即LUT4的數量來統計。在前文中所采用的對(duì)比數據就(jiù)是等效LUT數量即指等效爲LUT4的邏輯單元數量，國(guó)際FPGA廠商在其數據手冊中通常通過(guò)System Logic Cells、Logic Elements或Density LUTs等不同名詞指代。

　　在此對(duì)比中我們可以發(fā)現，紫光同創的FPGA規模略強于安路科技，但兩(liǎng)家處于大緻一個水平上，而複旦微電的FPGA規模則明顯比這(zhè)兩(liǎng)家大很多。

　　根據招股書上的信息，利潤總額爲正的年度隻有2019年，且當年收到的政府補助也是近幾年最高的。

　　而導緻淨利潤低的原因一般有兩(liǎng)個；要不是賣得少（市場占有率低，總營收低），要不是毛利率低。而安路科技這(zhè)兩(liǎng)點都(dōu)有。

　　市場占有率低的問題前文已經(jīng)提到了，而且由于轉換成(chéng)本的問題，市場占有率的快速提升是十分困難的。

　　毛利率方面(miàn)，安路科技毛利率普遍在35%左右，而市面(miàn)上其它FPGA企業毛利率普遍在60%左右，差距十分明顯。

　　一些分析文章中指出安路科技高性能(néng)系列FPGA PHOENIX從2020年至2021年6月銷量大漲，并據此推斷PHOENIX系列FPGA産品已大獲市場認可，但筆者認爲這(zhè)樣(yàng)的推斷是不嚴謹的。

　　衆所周知，2021年是“缺芯”的一年，很多芯片産品都(dōu)在漲價，FPGA也不例外。例如安路科技的ELF系列FPGA，平均單價由12.23元漲到了13.84元。EAGLE系列的平均單價由15.56元漲到了15.96元。而其高性能(néng)系列PHOENIX平均單價由197.98元降到了157.42元，降價幅度高達20%。

　　安路科技這(zhè)樣(yàng)調整售價的理由也很簡單，就(jiù)是爲了開(kāi)拓市場。但這(zhè)樣(yàng)做的代價也很明顯，會(huì)拉低毛利率。

　　在2020年，PHOENIX系列的毛利率爲52.39%。而在2021年，即使是在提升晶圓良率、降低成(chéng)本的基礎上，毛利率還(hái)是被(bèi)拉低到47.58%。

　　由于FPGA單價固定，規模化使用并不能(néng)降低單個成(chéng)本。這(zhè)點和ASIC芯片有著(zhe)很大的區别，ASIC芯片一旦規模化生産，邊際成(chéng)本可以降低。舉個例子來說(shuō)，FPGA方案就(jiù)像零售市場，而ASIC就(jiù)像批發(fā)市場。零售市場不管買多少，單價都(dōu)是一樣(yàng)的。而批發(fā)市場隻要買的多，單價可以談。但批發(fā)市場的缺點就(jiù)在于需要一定的購買量，也就(jiù)是“流片”這(zhè)個門檻。

　　除了成(chéng)本上的差距，性能(néng)方面(miàn)的差距更要命。同樣(yàng)的設計，FPGA方案比起(qǐ)同等工藝水平的ASIC方案，性能(néng)差太多。（參考值：5-25倍）在這(zhè)個追求“大算力”的時(shí)代，一個芯片産品價格貴是可以接受的，但如果性能(néng)差，那就(jiù)是原罪了。所以在“走量”這(zhè)個場景下，FPGA相比ASIC就(jiù)是價格貴而且性能(néng)還(hái)差，因此在這(zhè)個場景下完全是被(bèi)ASIC芯片摁著(zhe)打的狀态。

　　業界内也有著(zhe)這(zhè)樣(yàng)的經(jīng)驗：當一個設計如果用量足夠大或者生命周期達到3年以上，就(jiù)應該考慮ASIC方案。

　　不管是芯片設計還(hái)是電子的産品設計，一般都(dōu)不會(huì)一上來就(jiù)大批量生産，而是會(huì)先出幾個測試版試試水。這(zhè)種(zhǒng)“試水”的産品在業内一般叫(jiào)“工程測試版”或者“工程樣(yàng)機”這(zhè)樣(yàng)的名字。

　　以數字芯片爲例，數字芯片的前端設計是使用專門的硬件描述語言（Verilog或VHDL），對(duì)具體的電路實現進(jìn)行RTL（Register Transfer Level）級别的代碼描述。而FPGA用的也是Verilog或VHDL，因此數字芯片的前端設計可以放到FPGA中進(jìn)行驗證。這(zhè)一驗證方式稱爲原型驗證，可以通俗理解爲芯片設計過(guò)程中的試水。

　　在進(jìn)行完原型驗證之後(hòu)，一般的ASIC廠商就(jiù)會(huì)進(jìn)行後(hòu)端設計、流片等操作。但這(zhè)裡(lǐ)進(jìn)行原型驗證的FPGA已經(jīng)具備了所設計的功能(néng)（雖然性能(néng)上是被(bèi)的），那麼(me)這(zhè)個FPGA就(jiù)可以作爲商品出售了。所以有些小廠商路就(jiù)走到這(zhè)裡(lǐ)就(jiù)結束了，畢竟沒(méi)錢流片，幹脆就(jiù)不流片了。買FPGA芯片，刷上自己設計的功能(néng)，之後(hòu)作爲商品出售，這(zhè)就(jiù)是普通FPGA設計公司的工作流程了。這(zhè)樣(yàng)做的優勢在于相關産品可以快速上市，開(kāi)發(fā)周期相比ASIC短，而且産品上市之後(hòu)還(hái)可以進(jìn)行修正更新。

　　正因爲這(zhè)樣(yàng)的特性，FPGA也可以進(jìn)行産品級的試水。比如像現在數據中心所用的IPU、DPU。在一開(kāi)始可能(néng)會(huì)用FPGA方案來做，而在市場成(chéng)熟、技術标準相對(duì)确立之後(hòu)，ASIC方案的IPU、DPU就(jiù)會(huì)崛起(qǐ)。如果該類産品市場不成(chéng)熟，相應的FPGA資産也可以轉移到其它用途上。所以用FPGA方案試水一個特定産品，一般不會(huì)太虧，而如果是ASIC方案，最後(hòu)做出的産品市場不認可，流片的費用就(jiù)全打水漂了。

　　由于FPGA上市快、後(hòu)期可修改的特點，像自動駕駛、人工智能(néng)、元宇宙等新領域出現時(shí)，FPGA市場會(huì)迎來短暫的火熱。特别是在技術标準尚未确立的時(shí)候，各種(zhǒng)FPGA方案的芯片會(huì)大量湧出。但在技術标準确立之後(hòu)，相關芯片開(kāi)始“走量”的時(shí)候，ASIC方案則會(huì)取代FPGA方案。

　　無論是從統計數據上還(hái)是應用場景上分析，FPGA都(dōu)屬于“小衆賽道(dào)”。而目前這(zhè)“小衆賽道(dào)”上的利潤還(hái)都(dōu)在幾個美國(guó)廠商嘴裡(lǐ)。國(guó)産FPGA廠商在技術上普遍落後(hòu)于大廠10年以上。爲了追趕，勢必要投入高額的研發(fā)費用。即使以樂觀的心态假設，投入高額的研發(fā)費用後(hòu)，技術上追趕上了國(guó)際大廠。那麼(me)得到的是什麼(me)呢？小衆賽道(dào)的利潤。行業利潤不足其實才是阻礙國(guó)産FPGA發(fā)展的最大問題。

　　什麼(me)算是FPGA?這(zhè)不是一個技術問題，而是一個統計問題。以英特爾的至強金牌6138P處理器爲例，看著(zhe)像CPU，實際上主要成(chéng)分也是CPU。但它帶了FPGA功能(néng)，所以你要硬把它算作FPGA産品也不是不行。但問題來了，當廠商賣出一塊6138P時(shí)，營收到底算CPU的還(hái)是FPGA的？

　　當然這(zhè)算一種(zhǒng)極端情況，畢竟以6138P的實際情況來看，主體部分是由CPU構成(chéng)的，所以營收應該算CPU的。但事(shì)實上，現在很多FPGA産品爲了提升性能(néng)，往往都(dōu)會(huì)附帶一個ARM CPU。而ARM CPU顯然不是FPGA。而這(zhè)類産品在統計時(shí)，往往會(huì)將(jiāng)整個産品都(dōu)算作FPGA。換言之，目前FPGA市場規模的數據中有一部分是由像ARM CPU這(zhè)種(zhǒng)非FPGA芯片貢獻的。

　　但這(zhè)對(duì)于國(guó)産FPGA廠商就(jiù)會(huì)帶來一個問題，就(jiù)是評估其市場規模時(shí)虛高。目前國(guó)産FPGA廠商的産品大多偏向(xiàng)于“純FPGA”,而“純FPGA”的市場規模是要小于FPGA的市場規模的。

　　6.對(duì)于國(guó)産替代化策略來說(shuō)，FPGA無疑是一種(zhǒng)非常重要的芯片。如果少了FPGA甚至會(huì)影響到其它ASIC芯片的設計和開(kāi)發(fā)。但從市場規模和利潤來看，FPGA明顯屬于芯片領域中的“小蛋糕”。國(guó)産FPGA廠商在花費了高額的研發(fā)費用後(hòu)，未來能(néng)否賺到足夠的利潤是存疑的。