2025年，半導體行業一個低調而偉大的發明——FPGA（現場可編程門陣列）——迎來了它的四十周年。這不僅僅是一個時間的節點，更像是一個充滿戲劇性的歷史隱喻。就在這個四十不惑特殊的年份，曾經統治FPGA市場數十年的兩大巨頭，賽靈思（Xilinx）與Altera，在分別被AMD和Intel收購后，又不約而同地被賦予了“獨立運作”的新使命。歷史的指針仿佛撥回原點，卻又指向一個全新的方向。當芯片世界的“變形金剛”站在變革的十字路口，我們不禁要問：FPGA究竟是怎樣一種神奇的技術？它如何塑造了我們今天的數字世界？在這場由巨頭開啟的新牌局中，正在崛起的中國FPGA力量，又將扮演怎樣的角色？
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FPGA：芯片世界的“變形金剛”
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圖源：豆包AI
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想象一下，你買了一塊樂高，但它不是由固定的幾種積木組成，而是由無數個可以隨意編程、連接的小單元構成。你可以今天用它搭一座城堡，明天把它變成一輛賽車，后天又重構成一個機器人。FPGA就是芯片世界里的這種“超級樂高”。
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與我們熟知的CPU（中央處理器）和GPU（圖形處理器）不同，CPU和GPU在出廠時其內部的電路結構就已經被“寫死”了，它們擅長執行順序性的軟件指令或進行大規模并行計算。而FPGA的“F”——Field（現場）——就點明了其核心特點：它的功能并非在工廠里被永久設定，而是在用戶手中，在“現場”通過編程語言來定義。
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這種特性賦予了FPGA無與倫比的靈活性和并行處理能力。開發者可以根據特定的算法或應用，在FPGA內部“繪制”出最高效的硬件電路，實現真正的“硬件定制”。這使得FPGA在處理需要大規模并行數據流和低延遲響應的任務時，表現得異常出色。
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黃金四十年：FPGA的緣起與巨頭爭霸
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1985年，兩位杰出的工程師Ross Freeman和Bernard Vonderschmitt共同創立了賽靈思（Xilinx），并推出了全球第一款商用FPGA——XC2064。這款芯片的誕生，標志著一個全新時代的開啟。它打破了傳統ASIC（專用集成電路）需要高昂前期投入和漫長設計周期的束縛，為工程師們提供了一種快速、低成本地驗證和部署硬件設計的新途徑。
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幾乎在同一時期，Altera公司也應運而生，并迅速成為FPGA市場的另一位主要玩家。在接下來的三十多年里，賽靈思和Altera展開了史詩般的“二人轉”競爭。它們在工藝節點、芯片架構、軟件工具鏈等各個層面你追我趕，共同推動了FPGA技術的飛速發展。這場競爭不僅催生了無數創新，也讓FPGA從最初的膠合邏輯（Glue Logic）應用，擴展到通信、數據中心、工業、汽車和航空航天等幾乎所有電子信息領域。
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然而，隨著半導體行業的整合浪潮，這對“宿敵”先后被更大的巨頭收購。2015年，英特爾（Intel）將Altera收入囊中，成立了可編程解決方案事業部（PSG）。2022年，AMD完成了對賽靈思的收購。兩個CPU巨頭收購FPGA的巨頭，不可排除的一個原因就是都看到了AI時代的到來。
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歷史似乎開了一個玩笑。如今，為了在日益激烈的市場競爭中保持敏捷和專注，AMD和Intel又不約而同地選擇讓這兩家公司“重獲自由”。AMD宣布將把收購的賽靈思業務作為獨立部門運營，而Intel也計劃讓Altera在未來獨立上市。在誕生40周年之際，兩位昔日的王者，將以全新的姿態重返戰場。
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中國FPGA廠商：破曉時分的追光者
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在FPGA這個技術壁壘極高、長期被國外巨頭壟斷的賽道上，中國廠商的起步雖晚，但步伐堅定。近年來，在國產替代和新基建浪潮的推動下，中國FPGA產業迎來了前所未有的發展機遇。
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目前，中國的FPGA廠商在技術和工藝上正努力追趕。
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技術層面，國內頭部廠商已經基本掌握了FPGA芯片設計的核心技術，能夠獨立設計千萬門級甚至億門級的FPGA芯片。在關鍵的EDA（電子設計自動化）軟件方面，也推出了自主的開發工具鏈，雖然在算法效率、易用性和生態完善度上與國外巨頭還有差距，但已基本滿足中低端應用的需求。
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工藝層面受限于全球半導體制造格局，中國FPGA廠商目前量產的主流產品多采用28nm、40nm及更成熟的工藝節點。部分領先企業已經開始向14/16nm等更先進的工藝邁進，但與Xilinx和Altera已經規模量產的7nm產品相比，仍存在約兩代的差距。
主要應用領域
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當前，中國FPGA廠商的產品主要集中在以下幾個領域：
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通信領域：在5G基站、光網絡傳輸等設備中，FPGA被用于接口擴展、協議處理和小型基帶計算，這是國產FPGA廠商最早取得突破的市場之一。
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工業控制：在工業自動化、伺服驅動、機器視覺等場景，FPGA憑借其低延遲和高可靠性的特點，扮演著關鍵角色。國產FPGA在此類中低密度市場占據了可觀的份額。
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LED顯示與視頻處理：LED大屏的控制系統和視頻監控設備是國產FPGA的傳統優勢領域，對芯片的性能要求相對溫和，市場需求巨大。
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新興應用：隨著AI的發展，一些國產FPGA也開始集成AI計算模塊，探索在邊緣計算、自動駕駛等新興領域的應用潛力。
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盡管面臨挑戰，但中國FPGA廠商的市場前景依然廣闊且光明。主要理由有三：
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1、巨大的內需市場
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中國是全球最大的電子產品制造基地和消費市場，從工業互聯網、數據中心到智能汽車，對FPGA的需求持續增長。這為國產FPGA提供了寶貴的“試煉場”和成長空間。
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2、政策的大力支持
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集成電路是國家戰略的重中之重。在政策、資金和人才培養上，國家都給予了前所未有的支持，為FPGA這類“卡脖子”關鍵技術的發展創造了有利環境。
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3、供應鏈安全考量
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全球貿易環境的不確定性，使得國內眾多科技企業開始將供應鏈安全提升到戰略高度，這為國產FPGA提供了絕佳的國產替代窗口期。
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挑戰同樣不容忽視。FPGA是一個贏家通吃的市場，技術、生態和用戶習慣構成了極高的壁壘。中國的追趕者不僅要在硬件性能上不斷縮小差距，更艱巨的任務在于構建一個強大、易用、開發者友好的軟件生態系統。這需要長期的投入和不懈的努力。
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結語
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FPGA走過的四十年，是一部由創新、競爭和夢想共同譜寫的壯麗史詩。賽靈思與Altera的獨立，預示著一個更加多元和激烈的競爭新格局。而對于中國的FPGA產業而言，這既是挑戰，更是機遇。站在巨人的肩膀上，中國的“追光者”們正奮力前行，力圖在這條充滿荊棘的道路上，點亮屬于自己的那束光。未來，我們有理由期待一個更加開放、繁榮的全球FPGA市場，其中也必將有來自中國的響亮聲音。
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