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FPGA 芯片新的下游應用領域不斷涌現(xiàn)（附報告目錄）

1、FPGA 芯片概述及主要應用場景

FPGA 芯片屬于邏輯芯片大類。邏輯芯片按功能可分為四大類芯片：通用處理器芯片（包含中央處理芯片 CPU、圖形處理芯片 GPU，數(shù)字信號處理芯片 DSP 等）、存儲器芯片（Memory）、專用集成電路芯片（ASIC）和現(xiàn)場可編程邏輯陣列芯片（FPGA）。

FPGA 芯片是通過現(xiàn)場編程實現(xiàn)任意電路功能的通用集成電路芯片，芯片出廠時沒有特定的功能，通過 FPGA 專用 EDA 軟件現(xiàn)場對硬件進行編程就可以實現(xiàn)具體用戶需要的功能。FPGA 芯片因為其現(xiàn)場可編程的靈活性和不斷提升的電路性能，下游應用領域非常豐富，包括工業(yè)控制、網(wǎng)絡通信、消費電子、數(shù)據(jù)中心、汽車電子、人工智能等領域，這些領域需求增長明確，發(fā)展空間廣闊。

2、中國 FPGA 市場需求量有望持續(xù)擴大

FPGA 芯片具有靈活性高、應用開發(fā)成本低、上市時間短等優(yōu)勢使其應用場景覆蓋了包括工業(yè)控制、網(wǎng)絡通信、消費電子、數(shù)據(jù)中心、汽車電子、人工智能等廣泛的下游市場，應用市場直接推動我國 FPGA 市場持續(xù)擴大增長，中國 FPGA 市場從 2016 年的約 65.5 億元增長至 2020 年的約 150.3 億元，年均復合增長率約為 23.1%。隨著國產(chǎn)替代進程的進一步加速，中國 FPGA 市場需求量有望持續(xù)擴大。預計未來五年里，我國 FPGA 市場規(guī)模復合增長率達到17%左右。

相關報告：北京普華有策信息咨詢有限公司《2021-2026年FPGA 芯片行業(yè)專項調(diào)研及投資戰(zhàn)略規(guī)劃報告》

我國 FPGA芯片 市場規(guī)模及增速分析

資料來源：普華有策

3、FPGA 芯片新的下游應用領域不斷涌現(xiàn)

FPGA 芯片由于其具有高度靈活、可擴展的特點，可以以較低成本實現(xiàn)算法的迭代，能夠較好地實現(xiàn)新場景的運算、控制和升級功能，在芯片領域內(nèi)素有“萬能芯片”之稱。當前，隨著汽車電子、數(shù)據(jù)中心、人工智能等技術的興起，FPGA 芯片成為支持這些新場景應用的優(yōu)先選擇。

在汽車電子領域，采用 FPGA 芯片的方案在輔助駕駛系統(tǒng)的視頻分析功能中可采用超低延時精確算法對來自車輛攝像機的實時視頻輸入信號進行分析，幫助車輛及時判斷路況。此外，采用 FPGA 芯片的方案可以在不進行重新設計的前提下進行重新編程，使得整體方案的開發(fā)周期大大縮短，能夠適應不斷迭代發(fā)展的智能駕駛算法。FPGA 芯片的這些優(yōu)勢為快速增長的各種汽車電子應用需求提供了靈活的低成本高性能解決方案，因此其在汽車電子領域也得到了廣泛的應用。

在數(shù)據(jù)中心領域，FPGA 芯片不但可以作為運算加速器，還可以作為連接器件讓大型數(shù)據(jù)中心中眾多的運算處理器和運算加速器更緊密地結合。此外，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術有效的推動了硬件基礎設施的升級，數(shù)據(jù)的存儲和運算均向著云計算和邊緣計算的方向加速發(fā)展。在這個進程當中，為了提高運算效率，FPGA 芯片能夠使數(shù)據(jù)中心的不同器件更加有效的協(xié)同，最大程度避免數(shù)據(jù)轉換導致的算力空耗。

在人工智能領域，FPGA 芯片可以作為加速卡加速人工智能算法的硬件級運算速度。FPGA 芯片擅長將運算在空間維度并行展開，十分契合神經(jīng)網(wǎng)絡的運算需求，因此能夠明顯提升人工智能算法的計算速度，在面向人工智能領域的計算密集型任務時，FPGA芯片流水線并行和數(shù)據(jù)并行的特點也能很大程度提升系統(tǒng)的運算效率。此外，FPGA 芯片在人工智能領域應用時還具有優(yōu)勢突出的功耗比。因此，FPGA 芯片在矩陣運算、圖像處理、機器學習、非對稱加密、搜索排序等人工智能領域有著很廣闊的應用前景。