【編者按】日前，京微雅格經(jīng)營(yíng)上遭遇困境在行業(yè)界引發(fā)不小的震動(dòng)森篷。有媒體聲稱，該公司在拖欠員工兩個(gè)月的薪資后破產(chǎn)豺型，更有媒體聲稱仲智，京微雅格是“打著自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的旗幟浪費(fèi)納稅人的錢(qián)，甚至被某些人中飽私囊”姻氨。而后钓辆，京微雅格發(fā)布消息，“公司在經(jīng)營(yíng)上發(fā)生了一定的困難肴焊，但是沒(méi)有出現(xiàn)公司倒閉的情況前联，核心管理團(tuán)隊(duì)依然堅(jiān)守崗位”。

本文想借此機(jī)會(huì)來(lái)探討下，究竟什么是FPGA?在FPGA市場(chǎng)需求旺盛的情境下橱孽，究竟是什么原因?qū)е略@得過(guò)核高基專(zhuān)項(xiàng)的京微雅格反而遭遇經(jīng)營(yíng)困境?

什么是FPGA?

提到FPGA就不能不提ASIC拥臼，ASIC是一種數(shù)字芯片，用途廣泛愁豆，比如MP3解碼搭奄、視屏解碼等方面，前段時(shí)間伴隨著人工智能名聲大噪的寒武紀(jì)其實(shí)也是ASIC的一種招狈。ASIC的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)固化的邏輯功能和大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)艇氯，降低了芯片的成本，同時(shí)提高了產(chǎn)品的可靠性类棍。

但是药炊，正是因?yàn)锳SIC具有針對(duì)大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)的特點(diǎn)，導(dǎo)致在小批量堡迷、個(gè)性化的產(chǎn)品市場(chǎng)方面变跃，其固化的邏輯功能無(wú)法滿足需求，因此讥高，可編程的FPGA應(yīng)運(yùn)而生揣誓。

FPGA是現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列，也就是一個(gè)可以在其上編程的芯片巾陕，相對(duì)于CPU的編程(CPU功能既可軟件編程也可硬件編程讨跟，但CPU主要軟件編程)，F(xiàn)PGA是硬件編程鄙煤，是軟件化的硬件晾匠。用戶可以在FPGA上編程實(shí)現(xiàn)一個(gè)特殊的硬件加速算法，比如精確指導(dǎo)武器上的地圖匹配算法梯刚，也可以通過(guò)編程模擬CPU的微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凉馆，比如飛騰發(fā)布的64核服務(wù)器芯片“火星”的SPEC2006測(cè)試有可能就是用FPGA模擬的。

目前亡资，全球FPGA芯片市場(chǎng)規(guī)模大約50億美元左右澜共，近90%的市場(chǎng)被賽靈思和阿爾特拉占據(jù)，剩下的殘羹冷炙則被萊迪思和美高森美瓜分锥腻，這四家美國(guó)公司基本壟斷了FPGA市場(chǎng)的絕大部分市場(chǎng)份額嗦董。

FPGA發(fā)展簡(jiǎn)史：賽靈思和Altera雙雄爭(zhēng)霸

自1984年賽靈思公司推出了第一片F(xiàn)PGA——XC2064，XC2064采用2微米工藝瘦黑，包含64個(gè)邏輯模塊和85000個(gè)晶體管京革，門(mén)數(shù)量不超過(guò)1000個(gè)，以現(xiàn)在的眼光看趾倾，這個(gè)FPGA根本無(wú)用(現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)都能做到2000萬(wàn)門(mén))贪挽，而在當(dāng)時(shí)來(lái)說(shuō)亦是如此场陪，只能在膠合邏輯領(lǐng)域尚存立錐之地。

直到1991年賽靈思公司推出XC4000系列FPGA后泵易，賽靈思公司才真正走上商業(yè)化的正途干蒸，特別是FPGA可以為業(yè)界提供良好的測(cè)試能力得到了大家的青睞和認(rèn)可，而XC4000系列FPGA也成為在90年代賽靈思公司主要收入來(lái)源洁揽。

FPGA雙雄之一的Altera公司在賽靈思公司推出XC2064的同時(shí)叙杨，也推出了自己的EP300系列FPGA，在隨后的日子里與賽靈思公司一并稱雄杉轿。1998年疙鸟，賽靈思公司推出 Virtex系列FPGA，不僅在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了一次飛躍昏络，還為公司帶來(lái)了頗為客觀的收入树戴。隨后賽靈思并購(gòu)了Philips CoolRunner，并在2000年實(shí)現(xiàn)收入突破10億美元慕然。

在最近幾年万栅，F(xiàn)PGA更是得到飛速發(fā)展，并逐漸形成“兩大兩小”的市場(chǎng)格局西疤。

“兩大”是指賽靈思和Altera烦粒，“兩小”是指萊迪思和Actel。賽靈思和阿爾特拉著力于拼技術(shù)代赁、拼工藝扰她，其FPGA產(chǎn)品往往采用最先進(jìn)的工藝，并且將工藝的潛力挖得很透——賽靈思和阿爾特拉的FPGA已經(jīng)開(kāi)始著手采用最先進(jìn)的1X nm工藝芭碍，相比之下徒役，國(guó)內(nèi)FPGA廠商依舊在使用40nm/55nm工藝......

隨著上次競(jìng)爭(zhēng)加劇，美國(guó)半導(dǎo)體公司開(kāi)始了一些列并購(gòu)窖壕，F(xiàn)PGA市場(chǎng)也迎來(lái)一次局部巨變——美高森美收購(gòu)Actel忧勿，Intel收購(gòu)Altera。這使賽靈思能否繼續(xù)蟬聯(lián)業(yè)界老大的地位埋下了一絲變數(shù)瞻讽。

沒(méi)有FPGA鸳吸，90%以上的大型軍用電子設(shè)備難以發(fā)揮作用

相對(duì)于廣為人知的CPU，在軍用領(lǐng)域速勇，龍芯晌砾、申威等自主CPU已經(jīng)鋪開(kāi)，而國(guó)產(chǎn)DSP也局部軍用讨拷，待可靠性和穩(wěn)定性得到充分驗(yàn)證后即可鋪開(kāi)。唯獨(dú)在PFGA領(lǐng)域处鲜，雖然低端FPGA國(guó)內(nèi)無(wú)論從事正向設(shè)計(jì)依粮，還是從事反向設(shè)計(jì)的公司/單位都能滿足軍隊(duì)需求，但高端FPGA則基本需要進(jìn)口。

對(duì)中國(guó)毫無(wú)疑問(wèn)是一個(gè)隱患——因?yàn)槿绻麤](méi)有FPGA党令，90%以上的大型軍用電子設(shè)備將難以發(fā)揮作用!

以相位控制電子掃描陣列雷達(dá)(相控陣?yán)走_(dá))為例锚渺，一個(gè)大型相控陣?yán)走_(dá)有幾千個(gè)TR組件(看不懂沒(méi)關(guān)系，知道它是雷達(dá)的一個(gè)極為關(guān)鍵的部件就行)猖等，幾個(gè)TR組件組成一個(gè)小的處理單元對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換和預(yù)處理歪缅，而每個(gè)單元就含一個(gè)FPGA芯片。而如果沒(méi)有FPGA谎秃，相控陣?yán)走_(dá)將成為一個(gè)擺設(shè)鼓募。

相對(duì)于民間擁有大量庫(kù)存的PC和服務(wù)器CPU，一些高端FPGA僅僅用于軍事等特殊領(lǐng)域弱瞄，因而民間鮮有庫(kù)存买雾，而且一片幾萬(wàn)元的價(jià)格，過(guò)高的渠道積壓成本使渠道商也很少去儲(chǔ)備杨帽。

如果要去正常訂貨漓穿，光訂貨發(fā)貨周期就要幾個(gè)月。即便向第三國(guó)購(gòu)買(mǎi)注盈，和中國(guó)關(guān)系較好的亞非拉兄弟?chē)?guó)家根本不存在高端FPGA的市場(chǎng)需求晃危，而有庫(kù)存的全是和美國(guó)站在同一戰(zhàn)壕的西方國(guó)家，可以設(shè)想老客，一旦發(fā)生戰(zhàn)爭(zhēng)僚饭，在現(xiàn)有庫(kù)存快速消耗的情況下，將嚴(yán)重影響高精尖武器和信息化裝備的補(bǔ)充沿量。

(網(wǎng)傳該圖為J10相控陣?yán)走_(dá))

FPGA需求旺盛浪慌，京微雅格卻為何遭遇困境?

2003年，京微雅格的前身雅格羅技在美國(guó)硅谷創(chuàng)立朴则，2005年與清華大學(xué)合作遷至北京权纤，2010年京微雅格(北京)科技有限公司成立。在起步之處乌妒，由于賽靈思和阿爾特拉占據(jù)了超過(guò)90%的市場(chǎng)份額眉挥，并和萊迪思、美高森美等公司用近9000項(xiàng)專(zhuān)利構(gòu)筑的知識(shí)產(chǎn)權(quán)壁壘日频，很大程度上堵死了后來(lái)者追趕的道路深七。京微雅格最初就因?yàn)閷?zhuān)利限制幾乎寸步難行，只好另辟蹊徑——購(gòu)買(mǎi)了美國(guó)CSwitch公司浮块，以收購(gòu)獲得的專(zhuān)利粉霹，加上一些FPGA廠商的部分到期專(zhuān)利為基礎(chǔ)，并最終成功開(kāi)發(fā)出了自己的Tile架構(gòu)勉瘩。

2011年喉侨，在做了數(shù)年技術(shù)積累后品隅，京微雅格走上商業(yè)化道路，當(dāng)年?duì)I業(yè)收入為129萬(wàn)元人民幣青礁，2012年?duì)I業(yè)收入達(dá)305萬(wàn)人民幣燃徊。在2014年和2015年1-10月，京微雅格營(yíng)業(yè)收入為708.32萬(wàn)元和692.46萬(wàn)元谋监。

目前厚累，京微雅格共申請(qǐng)了200多項(xiàng)專(zhuān)利，并擁有90多項(xiàng)已授權(quán)專(zhuān)利本鸣。共開(kāi)發(fā)了“山”疫衩、“河”、“星”永高、“云”四大系列產(chǎn)品隧土，其中于今年年初發(fā)布的CME-C1采用臺(tái)積電的40nm CMOS工藝，容量達(dá)2000萬(wàn)門(mén)級(jí)別命爬，按照京微雅格的PPT曹傀，CME-C1的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是賽靈思的kintex7、Virtex-6饲宛，而且在局部性能上皆愉，京微雅格還具有優(yōu)勢(shì)，比如CME-C1的LVDS達(dá)到1.3G艇抠，Virtex-6是800M幕庐，在比如CME-C1的Serdes達(dá)10G，而Virtex-6是6.5G家淤。

根據(jù)京微雅格的提供的數(shù)據(jù)异剥，CME-C1基本達(dá)到了國(guó)外中低端FPGA產(chǎn)品的性能，可以局部替換國(guó)外同類(lèi)型產(chǎn)品总恐。雖然京微雅格和賽靈思倚衡、阿爾特拉等國(guó)外巨頭差距較大，但在國(guó)內(nèi)從事FPGA開(kāi)發(fā)的公司中無(wú)疑是佼佼者坐默，處于領(lǐng)先地位神灵。?

因此，有媒體聲稱京微雅格是嚴(yán)重依賴政府經(jīng)費(fèi)的公司蚜玲，并且是“打著自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的旗幟浪費(fèi)納稅人的錢(qián)浓先，甚至被某些人中飽私囊〗岷叮”

筆者認(rèn)為這種指控未免太過(guò)誅心矢老，在任何一個(gè)高度技術(shù)壟斷的行業(yè)，后來(lái)者要想打破前者的壟斷遗赘，很大程度上需要政府的扶持斋葱，即便是高端大氣上檔次的美國(guó)科技公司像鹤，為了打破中國(guó)對(duì)KBBF晶體的技術(shù)壟斷，也是由美國(guó)政府出資(啟動(dòng)資金為15萬(wàn)泌绩，后多次追加，美官方披露數(shù)據(jù)為“數(shù)百萬(wàn)美元”)宵蕉，由美國(guó)APC公司(聯(lián)邦國(guó)有企業(yè))與克萊門(mén)森大學(xué)合作研發(fā)酝静，耗時(shí)6年才完成技術(shù)突破。

與此同時(shí)羡玛，中國(guó)已完成第二代晶體材料RABF的研發(fā)工作别智，估計(jì)美國(guó)若要打破中國(guó)對(duì)RABF晶體的技術(shù)壟斷，還必須是依靠聯(lián)邦政府出資稼稿。

另外薄榛，京微雅格確實(shí)拿出了實(shí)打?qū)嵉募夹g(shù)成果，和漢芯之流如云泥之別让歼，所謂騙經(jīng)費(fèi)指控恐怕并不妥當(dāng)敞恋。

京微雅格陷入困局的原因究竟是什么?

在過(guò)去十多年里，Intel谋右、IBM硬猫、摩托羅拉、飛利浦改执、東芝啸蜜、三星等60多家公司曾試圖涉足FPGA領(lǐng)域，但紛紛遭致慘敗拟国。這其中的原因就在于進(jìn)入門(mén)檻高部竟，主要有以下幾點(diǎn)原因：

首先是專(zhuān)利技術(shù)壁壘。賽靈思排卷、阿爾特拉庵无、萊迪思、美高森美等公司用近9000項(xiàng)專(zhuān)利構(gòu)筑的知識(shí)產(chǎn)權(quán)壁壘泌拐，很大程度上堵死了后來(lái)者追趕的道路基差。即便是強(qiáng)如Intel，最后也是以耗資167億美元收購(gòu)阿爾特拉獲得了FPGA領(lǐng)域的入場(chǎng)券威球。

其次是市場(chǎng)相對(duì)偏小宅蜒。全球FPGA市場(chǎng)總額僅為50億美元，而Intel在2015年第四季度的營(yíng)業(yè)收入就達(dá)149億美元蜓浦，相對(duì)偏小的市場(chǎng)份額很難養(yǎng)活太多的大公司捍农，必然導(dǎo)致競(jìng)爭(zhēng)異常激烈，僅僅少數(shù)佼佼者才能屹立不倒绳拧。

最后是領(lǐng)導(dǎo)對(duì)FPGA不夠重視壹店。從最近的新聞看猜丹，國(guó)家對(duì)CPU、存儲(chǔ)芯片等投入了大量資金硅卢，但對(duì)FPGA的投入則非常少射窒，最大的動(dòng)作僅僅是紫光收購(gòu)萊迪思6.07%的股權(quán)。京微雅格在承接2014年國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)FPGA研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用課題時(shí)将塑，獲得了4.5億元人民幣的資金脉顿，但其中國(guó)家撥款、地方資金和企業(yè)自籌經(jīng)費(fèi)也是按1:1:1配套的点寥，而非全部國(guó)家經(jīng)費(fèi)投入艾疟。

FPGA前景如何?

FPGA技術(shù)門(mén)檻極高，用途非常廣泛敢辩，可以用于航天蔽莱、航空、電子戚长、通信盗冷、導(dǎo)彈、雷達(dá)同廉、高端波束形成系統(tǒng)等國(guó)防領(lǐng)域达迁。比如，在2013年宾哼，美國(guó)軍事與航空電子網(wǎng)就曾報(bào)道美國(guó)國(guó)防后勤局(DLA)的官員計(jì)劃采購(gòu)一批XC2V2000 Virtex-2型現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列仔约，用于監(jiān)視、偵察和火控系統(tǒng)中紅外傳感器的數(shù)據(jù)處理压荠。再比如國(guó)內(nèi)一些公司和科研院所專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)供航天以及軍隊(duì)所需的FPGA淫韧。此外，F(xiàn)PGA也可被用于醫(yī)療設(shè)備韩宦，比如超聲波檢測(cè)儀嘿帆、CT掃描儀、核磁共振计胶、x射線設(shè)備等泞氯。FPGA還能被用于消費(fèi)品電子、汽車(chē)電子陕射、機(jī)器人薄塘、數(shù)據(jù)挖掘、工控等領(lǐng)域棺克。

隨著機(jī)器人悠垛、無(wú)人機(jī)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)确买、無(wú)人駕駛斤讥、5G通信的興起，F(xiàn)PGA的市場(chǎng)前景會(huì)越來(lái)越廣湾趾，據(jù)Gartner統(tǒng)計(jì)芭商，從2014年到2023年，F(xiàn)PGA的年均增長(zhǎng)率達(dá)7%搀缠。因此蓉坎，雖然FPGA市場(chǎng)相對(duì)于CPU市場(chǎng)而言，依舊會(huì)是相對(duì)小眾的市場(chǎng)胡嘿，但市場(chǎng)前景在未來(lái)會(huì)保持穩(wěn)定增長(zhǎng)狀態(tài)。

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