寫在AMD收購賽靈思之后，國產(chǎn)FPGA廠商的結(jié)局早已注定？

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/吳子鵬）2015年12月29日，當(dāng)英特爾正式宣布以167億美元完成對Altera收購時(shí)，大部分半導(dǎo)體從業(yè)者都有一個(gè)疑問，那就是英特爾為什么要收購Altera？

7年后，歷史又以兩個(gè)不同的主角再一次重演。2022年2月14日，AMD宣布以全股份交易（all-stock transaction）方式完成對賽靈思（Xilinx）的收購。這一次疑問句變成了，AMD為什么要收購賽靈思？

兩大頭部FPGA廠商被收購的原因

2015年，時(shí)任英特爾公司全球副總裁兼PC客戶端事業(yè)部總經(jīng)理的施浩德(Kirk Skaugen)在談到英特爾為什么要收購Altera時(shí)，他給出了三點(diǎn)原因，可以簡單歸納為：延續(xù)、增強(qiáng)和開拓。

延續(xù)是指通過收購Altera，英特爾可以繼續(xù)穩(wěn)定高效地推動摩爾定律。施浩德在當(dāng)時(shí)指出，FPGA因?yàn)槠涮厥獾墓に嚰夹g(shù)和商業(yè)模式，導(dǎo)致其可以繼續(xù)按摩爾定律發(fā)展。FPGA靜態(tài)可編程以及動態(tài)可重構(gòu)的靈活性，使得其與處理器能夠創(chuàng)新融合，打造新型的異構(gòu)處理器，兼具處理器的高性能和FPGA的靈活性。

我們今天是基于事件的再分析，因此筆者在此做一些補(bǔ)充，過去幾年我們看到除了FPGA和處理器本身的融合，F(xiàn)PGA的IP創(chuàng)新，以及設(shè)計(jì)工具的智能化水平提高，實(shí)際上也是在幫助加速芯片設(shè)計(jì)，延續(xù)摩爾定律。

增強(qiáng)是指通過收購Altera，英特爾可以鞏固自己在數(shù)據(jù)中心的領(lǐng)導(dǎo)地位。憑借多核CPU和GPU，英特爾在數(shù)據(jù)中心部署方面一直占據(jù)首位。施浩德在當(dāng)時(shí)的解讀中談到，CPU 和 GPU 都遇到了單位功耗性能的瓶頸壁壘，而FPGA則讓低功耗、高吞吐量和低時(shí)延成為可能，讓英特爾處理器具有更高的定制性，且能夠進(jìn)一步融合其他產(chǎn)品。

在這方面，當(dāng)AMD還沒有傳出要收購賽靈思時(shí)，筆者從賽靈思方面也聽到過類似的觀點(diǎn)，功耗會是數(shù)據(jù)中心的大問題，而如果只保證功耗，通用芯片加通用軟件便沒有足夠的計(jì)算效率，因此要做架構(gòu)創(chuàng)新，圍繞應(yīng)用場景設(shè)計(jì)芯片，這也是FPGA的強(qiáng)項(xiàng)。

開拓一詞我們需要站在2015年這一時(shí)間點(diǎn)去看，在經(jīng)歷了幾年的沉淀和發(fā)展之后，物聯(lián)網(wǎng)在2015年時(shí)屬于潛力初顯，蓄勢待發(fā)。英特爾在Computex2015推出了大量嵌入式物聯(lián)網(wǎng)的解決方案，而有了FPGA，這些方案不僅性能將得到增強(qiáng)，且適用性也大大增加。

筆者將物聯(lián)網(wǎng)和FPGA的結(jié)合進(jìn)一步細(xì)化一下，有幾個(gè)優(yōu)勢會格外突出。首先是低功耗FPGA在傳感器監(jiān)測方面的應(yīng)用，在保證低功耗的同時(shí)也保證了智能喚醒的特性；其次，F(xiàn)PGA能夠幫助物聯(lián)網(wǎng)方案解決一些不兼容接口的問題，讓開發(fā)更具效率且不受限制。

而當(dāng)AMD完成對賽靈思的并購之后，AMD總裁兼首席執(zhí)行官蘇姿豐博士（Dr. Lisa Su）提到了一些不一樣的詞匯：自適應(yīng)、人工智能引擎和軟件專業(yè)知識。

在展開講AMD這些理由之前，我們先談兩點(diǎn)英特爾和AMD看重FPGA頭部公司的共同點(diǎn)。一個(gè)是人才，這一點(diǎn)無需過多贅述，作為全球領(lǐng)先的兩大FPGA廠商，賽靈思和Altera的人才儲備是大量且豐富的；另一個(gè)是領(lǐng)先的FPGA產(chǎn)品，從兩個(gè)不同的時(shí)間節(jié)點(diǎn)來看，Altera和賽靈思都在被收購的時(shí)間點(diǎn)上，提供著全球頂尖水平的FPGA產(chǎn)品，無論是工藝方面還是產(chǎn)品性能方面。

談到蘇姿豐博士提到的自適應(yīng)，這一產(chǎn)品特性幾乎是貫穿FPGA的應(yīng)用鏈條，在通信領(lǐng)域的應(yīng)用中，我們看到基于FPGA的自適應(yīng)濾波和自適應(yīng)串口通信等，在基于FPGA做SoC和ASIC等開發(fā)時(shí)，還有自適應(yīng)的性能分析，而開發(fā)者還圍繞FPGA開發(fā)出來面向各種應(yīng)用的自適應(yīng)算法。

而AMD著重提到的是FPGA的自適應(yīng)高性能運(yùn)算。FPGA的這一特性，相信從事高性能運(yùn)算芯片及應(yīng)用開發(fā)的從業(yè)者會有明顯的體會，由于處理器無法滿足高性能應(yīng)用軟件的需求，開發(fā)者們首先想到的解決方案是開發(fā)協(xié)處理器，但成本高、周期長的特性使得再去開發(fā)一款協(xié)處理器很難適應(yīng)當(dāng)前快速發(fā)展的需求變化，那么FPGA就是最佳的選擇。

硬件無法很好適配軟件最突出的領(lǐng)域就是AI，同時(shí)AI應(yīng)用需要的低延遲、高性能、高可靠性、高性價(jià)比等性能也是FPGA擅長的。在這方面，我們看到賽靈思在2020年推出了Vitis統(tǒng)一軟件平臺，賽靈思的想法是，所有的電子系統(tǒng)應(yīng)該是自適應(yīng)的，這樣才能跟上創(chuàng)新的速度。Vitis和Vitis AI開發(fā)工具能夠讓AI開發(fā)者用自己的語言開發(fā)應(yīng)用，也可以使用相關(guān)的架構(gòu)和庫進(jìn)行開發(fā)。

同時(shí)，賽靈思也并非只在軟件端推動，其ACAP并不是FPGA，而是整合了硬件可編程邏輯單元、軟件可編程處理器、以及軟件可編程加速引擎的計(jì)算平臺產(chǎn)品。

因此，通過AMD和賽靈思主處理器和協(xié)處理器更好的配合，以及賽靈思在自適應(yīng)高性能運(yùn)算方面的軟硬件綜合實(shí)力，后續(xù)AMD在云計(jì)算、邊緣計(jì)算和智能設(shè)備市場確實(shí)會更具競爭力。

上述其實(shí)也提到了一些賽靈思在人工智能引擎和軟件專業(yè)知識方面的能力，而更能夠體現(xiàn)該公司在這方面技術(shù)實(shí)力的，筆者選取了時(shí)任賽靈思人工智能市場總監(jiān)劉競秀講到的一句話，“賽靈思在方案底層定義了高效的指令集和IP，結(jié)合成套的工具和SDK為客戶提供的接口，客戶甚至不需要寫任何一行代碼，只需要把我們IP資源調(diào)用起來，就可以支持不同行業(yè)不同場景的應(yīng)用。”他在題為《FPGA——人工智能計(jì)算的加速引擎》演講中提到。

之所以將英特爾和AMD的收購放在一起看，是為了能夠從中找到一些共性，無論是站在2015年的時(shí)間檔口還是2022年，F(xiàn)PGA在靈活性方面的優(yōu)勢都無人出其右，體現(xiàn)在架構(gòu)創(chuàng)新上，也體現(xiàn)在應(yīng)用適配上。而在高性能運(yùn)算領(lǐng)域，F(xiàn)PGA的自適應(yīng)特性會讓高性能運(yùn)算更普惠，同時(shí)作為協(xié)處理器或者AI引擎，不僅開發(fā)效率更高，同時(shí)在功耗和并行運(yùn)算方面也更具優(yōu)勢。

國產(chǎn)FPGA廠商的終局已定？

很明顯，英特爾和AMD都希望講出“1+1>2”的故事，但很顯然作為發(fā)起收購的一方，英特爾和AMD都會將自己置于前面那個(gè)“1”，而加入進(jìn)來的FPGA以及其他是做增量。

同時(shí)，從產(chǎn)品形態(tài)上看，這兩起收購將加速通用計(jì)算向異構(gòu)計(jì)算的轉(zhuǎn)型，英特爾和AMD都將花費(fèi)更多的精力去推動這方面的研發(fā)和生態(tài)搭建。與此同時(shí)，那些不能被大廠看中的FPGA廠商將會越來越被邊緣化嗎？進(jìn)一步講，國產(chǎn)FPGA廠商的出路在哪里？也要找到自己前面的“1”？

單純講FPGA，即便AI和5G雙加持，但其依然會是一個(gè)“小而美”的市場。根據(jù)Gartner的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，全球FPGA市場規(guī)模在2021年是82.94億美元，到2025年達(dá)到125.21億美元，基本上每一年的同比增長在10%-12%之間。

因此，總體上全球FPGA市場還是允許獨(dú)立FPGA廠商去做增量的，可能會在諸如高性能運(yùn)算領(lǐng)域遇到明顯的壁壘，但其他領(lǐng)域的機(jī)會并不會因?yàn)榫揞^并購而減少，最終還是要以產(chǎn)品的性價(jià)比和性能來說話?？催^了上面的分析，我們會發(fā)現(xiàn)，在通信、工控和設(shè)計(jì)支持方面，國產(chǎn)FPGA依然會有大量的替代和新增的發(fā)展空間。

是的，國產(chǎn)替代會是相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，國產(chǎn)FPGA企業(yè)的使命，需要在制程、門級數(shù)及SERDES 速率等關(guān)鍵指標(biāo)方面追趕國際大廠，在去除數(shù)據(jù)中心和高性能運(yùn)算以外的領(lǐng)域，要做好軟硬件的研發(fā)和布局。

這樣的領(lǐng)域有很多，比如ASIC原型設(shè)計(jì)、汽車、收發(fā)器、消費(fèi)電子、工業(yè)、醫(yī)療、測試/測量、有線/無線通信等。在這些領(lǐng)域中，除了ASIC 原型設(shè)計(jì)和有線/無線通信，大部分需求呈現(xiàn)的特點(diǎn)是用量小、技術(shù)不穩(wěn)定、靈活性需求高。那么，國產(chǎn)FPGA廠商想要發(fā)展的好，就需要做好創(chuàng)新，新技術(shù)帶來新的應(yīng)用周期是FPGA在這些領(lǐng)域成功的秘訣。

我們看到很多數(shù)據(jù)都在講國內(nèi)的5G發(fā)展全球領(lǐng)先，但國產(chǎn)FPGA在5G通信領(lǐng)域可不領(lǐng)先，而這恰恰是FPGA最大的應(yīng)用市場。根據(jù)筆者此前和FPGA從業(yè)者的交流，通信領(lǐng)域?qū)τ贔PGA一直都是有準(zhǔn)入門檻的，無論是信號處理、波束成形、接口處理以及接口轉(zhuǎn)化都是如此。很多時(shí)候，由于通信FPGA需要處理大量的運(yùn)算，千萬門級會是一個(gè)準(zhǔn)入門檻。

因此，從傳統(tǒng)的FPGA應(yīng)用以及后續(xù)新興應(yīng)用來看，國產(chǎn)FPGA還沒到抉擇獨(dú)立還是被并購的時(shí)候，提升產(chǎn)品力是當(dāng)下的首要任務(wù)。

不過，以長遠(yuǎn)計(jì)，F(xiàn)PGA市場“小而美”的特性就會成為國產(chǎn)FPGA的枷鎖，或者說是行業(yè)的天花板，當(dāng)年國際廠商扎堆FPGA領(lǐng)域的局面我們已經(jīng)見識過了，最終的結(jié)果一定是所剩無幾，這是市場容量決定的，否則便會有大量的創(chuàng)新資源被浪費(fèi)，無端地增加企業(yè)的成本，結(jié)果還是會有人頂不住選擇退場。

因此，國產(chǎn)FPGA在未來一段時(shí)間內(nèi)的發(fā)展軌跡便相對清晰，先是提升產(chǎn)品硬實(shí)力做好替代和新增市場，然后進(jìn)行兼并和突圍戰(zhàn)。這些過程都走完了，才是國產(chǎn)FPGA廠商考慮后續(xù)的時(shí)候，筆者認(rèn)為到那個(gè)時(shí)候，F(xiàn)PGA的“協(xié)處理器”特性便會顯現(xiàn)，因?yàn)閱螁问荈PGA市場是無法講出高增長的故事的，那么參與到大數(shù)據(jù)時(shí)代的高性能運(yùn)算中，便會是FPGA必然的方向，無論是合作的形式還是被兼并的形式。

寫在最后

在當(dāng)下這個(gè)階段，國產(chǎn)FPGA考慮未來是獨(dú)立發(fā)展還是被兼并還為時(shí)尚早，有一點(diǎn)杞人憂天的感覺，這一定是成為產(chǎn)業(yè)龍頭之后思考的問題。而當(dāng)下，先不談IP豐富度和軟件生態(tài)的問題，即便是FPGA硬件本身，國產(chǎn)FPGA要補(bǔ)的作業(yè)還有很多。

我個(gè)人覺得現(xiàn)階段對于國產(chǎn)FPGA而言是一個(gè)寶貴的窗口期，一方面賽靈思被并購之后，定然會有一部分精力給到和AMD產(chǎn)品融合上面，加上美國政府的一些限制，很多高端FPGA也到不了國內(nèi)市場，再考慮到原有賽靈思客戶因?yàn)閾?dān)憂而更換供應(yīng)商，這會是一個(gè)巨大的機(jī)遇，所伴隨的挑戰(zhàn)就是某某品牌的國產(chǎn)FPGA產(chǎn)品自己能力夠不夠，以及是否能找到足夠的人才應(yīng)對這些增量需求。