中國既是FPGA的重要應(yīng)用市場 也在FPGA產(chǎn)業(yè)上具有一定的基礎(chǔ)

7月25日，由中國電子報與深圳投資推廣署共同舉辦的“第六屆（2018）中國FPGA產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇”在深圳召開。

作為四大通用集成電路芯片之一，F(xiàn)PGA（現(xiàn)場可編程門陣列）的重要性與CPU、存儲器、DSP齊平。特別是在云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)成為電子信息產(chǎn)業(yè)新熱點之際，F(xiàn)PGA在這些領(lǐng)域之中都發(fā)揮著不可替代的作用。中國既是FPGA的重要應(yīng)用市場，也在FPGA產(chǎn)業(yè)上具有一定的基礎(chǔ)。近年來，中國廠商在國際FPGA產(chǎn)業(yè)生態(tài)中開始擁有著相應(yīng)地位。國家在扶持CPU、存儲器等集成電路產(chǎn)業(yè)之后，提前布局大數(shù)據(jù)、云計算產(chǎn)業(yè)，推動FPGA的發(fā)展也是箭在弦上。

本次活動以“大數(shù)據(jù)時代FPGA的機(jī)遇與挑戰(zhàn)”為主題，對中國FPGA產(chǎn)業(yè)發(fā)展與技術(shù)趨勢進(jìn)行了深入探討。深圳市投資推廣署副署長賈長勝、中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會常務(wù)副秘書長宮承和、廣東高云半導(dǎo)體市場副總裁黃俊、京微齊力CEO 王海力、Lattice亞太區(qū)資深事業(yè)發(fā)展經(jīng)理陳英仁、Microsemi 資深現(xiàn)場應(yīng)用工程師張小衛(wèi)、華為技術(shù)有限公司異構(gòu)加速總架構(gòu)師王琦等領(lǐng)導(dǎo)與嘉賓出席了本次會議。

中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會常務(wù)副秘書長宮承和：

協(xié)調(diào)產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)推動國內(nèi)FPGA發(fā)展

近年來，我國集成電路產(chǎn)業(yè)取得了良好的發(fā)展態(tài)勢。根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2017年中國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額達(dá)到5411.3億元，同比增長24.8%。

2018年繼續(xù)保持較高增長態(tài)勢，第一季度銷售額為1152.9億元，同比增長20.8%。FPGA作為集成電路中的一個重要門類，存在著行業(yè)集中度高、后發(fā)者進(jìn)入困難等問題。我國正在推進(jìn)制造強(qiáng)國和網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國建設(shè)，如何發(fā)展自主可控的FPGA產(chǎn)業(yè)是留給我們這些半導(dǎo)體從業(yè)者必須認(rèn)真思考和解決的課題。

中國FPGA產(chǎn)業(yè)發(fā)展，需要產(chǎn)業(yè)鏈的支持、制造工藝技術(shù)的支持、EDA工具軟件的支持以及下游應(yīng)用開發(fā)的支持。中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會將發(fā)揮好橋梁作用，協(xié)調(diào)產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)，推動FPGA等集成電路產(chǎn)業(yè)取得更大發(fā)展。

廣東高云半導(dǎo)體市場副總裁黃?。?/p>

在差異化和創(chuàng)新中尋求FPGA突破之路

目前，人們提到行業(yè)熱點一般都會說ABC，即人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算，以及物聯(lián)網(wǎng)和邊緣計算，這些新興領(lǐng)域都會有FPGA（現(xiàn)場可編程邏輯器件）的身影，且對FPGA提出更高的要求。

要實現(xiàn)國產(chǎn)FPGA的突破，國內(nèi)廠商需根據(jù)芯片本身的特點以及行業(yè)進(jìn)入的難度，從小處著眼，從低密度FPGA產(chǎn)品開始做起，逐步向中高密度FPGA發(fā)展。國內(nèi)廠商也應(yīng)抓一些入口，如大數(shù)據(jù)的入口，與音視頻、數(shù)據(jù)采集相關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)的入口。發(fā)展國產(chǎn)FPGA，必須靠自己，要有差異化，且注重解決方案，以這種方式真正贏得市場。在國內(nèi)FPGA廠商提高自身技術(shù)實力的基礎(chǔ)上，國家若給予政策或資金上的扶持，則是錦上添花。

目前，國內(nèi)發(fā)展FPGA具有天時、地利、人和的優(yōu)勢，天時：全球飛速發(fā)展的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)及中國政府對半導(dǎo)體行業(yè)的高度重視;地利：巨大的本土市場為FPGA產(chǎn)業(yè)提供了沃土;人和：人才資源建設(shè)和儲備。

微軟亞洲研究院異構(gòu)計算組副研究員張宸：

兩方面原因讓微軟布局FPGA

微軟在2012年年底就開始了FPGA的探討和研發(fā)。目前為止，微軟已經(jīng)在數(shù)據(jù)中心部署了25萬臺FPGA，成為部署FPGA最多的一家互聯(lián)網(wǎng)公司。微軟選擇投資FPGA有兩方面原因：一個原因是因為人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等領(lǐng)域的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)需要幾十億、甚至幾百億的運(yùn)算，因此需要極低的延遲。而FPGA高效、低延遲、低開銷和規(guī)?；葍?yōu)點完全迎合上面所有需求。另一個原因是FPGA優(yōu)秀的可重構(gòu)性。因為，可重構(gòu)性可以在同樣的數(shù)據(jù)中心部署同樣的硬件資源，這種方案在實際使用的時候，可以重新配置成不同的硬件電路，從而提升規(guī)?；?，進(jìn)一步保護(hù)微軟的投資。

目前，市場上的CPU需要通過FPGA才能夠連接到網(wǎng)絡(luò)，這種方式的優(yōu)點是可以驅(qū)動人工智能應(yīng)用，但是缺點也非常明顯，它增大了網(wǎng)絡(luò)帶寬需求，而FPGA的帶寬是非常有限的。針對這些問題，微軟提出了分布式FPGA的架構(gòu)，解決了CPU和網(wǎng)絡(luò)的連接關(guān)系。

京威齊力CEO王海力：

中高端FPGA國產(chǎn)化需建設(shè)好生態(tài)環(huán)境

最近幾年，F(xiàn)PGA逐漸發(fā)展為一種技術(shù)趨勢。以前，F(xiàn)PGA是作為單一的個體進(jìn)行簡單的邏輯運(yùn)算，現(xiàn)在，F(xiàn)PGA已經(jīng)成為SoC的方向發(fā)展，越來越系統(tǒng)化與復(fù)雜化。未來，F(xiàn)PGA會成為非常關(guān)鍵的核心技術(shù)，在整個芯片的發(fā)展過程中扮演至關(guān)重要的角色。

要做國產(chǎn)FPGA，首先，硬件工程的實驗技術(shù)和軟件工程的開發(fā)技術(shù)都需要具備，各個方面環(huán)節(jié)都不能少。除了要具備軟件工程和硬件工程，還要形成系列化的產(chǎn)品。同時，在建立自己產(chǎn)品體系的時候要關(guān)注專利和知識產(chǎn)權(quán)。中高端FPGA開發(fā)工具對發(fā)展國產(chǎn)FPGA也至關(guān)重要。除此之外，中高端FPGA國產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)化還需要生態(tài)環(huán)境和相關(guān)政策的支持。

中國電信北京研究院IP與未來網(wǎng)絡(luò)研究中心IP技術(shù)總監(jiān)解云鵬：

FPGA為vBRAS加速提供保障

現(xiàn)在IP網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為全球信息交互和共享的平臺，從原來的機(jī)器到機(jī)器的連接，發(fā)展到現(xiàn)在物和物、人和人之間的連接，成為無處不在的泛在網(wǎng)絡(luò)。

現(xiàn)階段，我們的網(wǎng)絡(luò)主要是面向在線購物、電子銀行，包括一些4K/8K高清視頻，能夠提供30億數(shù)量級的連接和秒級的時延體驗;到2025年，將面向智慧城市、智慧家庭，包括AR/VR的廣泛應(yīng)用，會提供1000億數(shù)量級的連接數(shù)及亞毫秒級的時延;到2030年，隨著遠(yuǎn)程醫(yī)療、全新通信的應(yīng)用，預(yù)計會達(dá)到1萬億數(shù)量級的連接數(shù)及微毫秒的低時延。

目前FPGA在運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)有部分應(yīng)用，運(yùn)營商希望部署FPGA簡化運(yùn)維，提升管理效率，同時希望能夠提供一些新的增值業(yè)務(wù)，以降低網(wǎng)絡(luò)成本，同時能夠拉動增長。

城域網(wǎng)虛擬化關(guān)鍵網(wǎng)元就是vBRAS，利用FPGA智能網(wǎng)卡能夠提升vBRAS吞吐量?；贔PGA加速vBRAS具有如下優(yōu)勢：通過FPGA硬件實現(xiàn)VNF和NFVI中計算密集型部分，大幅度提升性能;減小CPU負(fù)載，提升能效，節(jié)能環(huán)保;可按需重構(gòu)FPGA硬件邏輯，實現(xiàn)軟件定義的靈活與敏捷。