最近，瑞萨宣布入局FPGA芯片市场，结果引来了不小的震动。那么，FPGA芯片到底是何方圣神，为何有这么大的能量？

什么是FPGA芯片？

        FPGA的中文名称是现场可编程门阵列，全称为Field Programmable Gate Array。FPGA芯片是在GAL（可编程通用逻辑器件）、CPLD（复杂可编程逻辑器件）、PAL（可编程阵列逻辑）等可编程器件的基础上演变而来的。在专用集成电路（ASIC，Application Specific Integrated Circuit的简称）领域内，FPGA以半定制电路的身份出现。FPGA的出现，即可以克服定制电路功能僵化的问题，又能够解决原可编程器件门电路数局限的弊端。

        FPGA芯片的最大特点是，出厂时是没有设置任何功能的，但是可以使用专用EDA软件，根据用户的具体功能需求，随时对FPGA芯片进行编程。因此，FPGA芯片非常依赖EDA软件，来完成具体功能的设计，对底层算法架构反而依赖很少。

        FPGA可以让设备制造商在现场随意改写电路结构，改写的过程完全通过EDA软件来进行，不涉及硬件电路的更改，这样就可以节省包括掩膜等的开发费用。设计完成电路结构后，也不需要进行电路的布线、布局等流程，直接就可以使用功能，大大缩减了芯片设计环节。

        因此，在设计开发和构建原型时，FPGA是最有效率的方式。由于使用FPGA来进行设计时，不涉及硬件电路的改动，试错成本非常低，而且可以重复操作，利用率非常高。

        与ASIC芯片相比，FPGA芯片的设计灵活性更高，在功能方面突破了专用芯片的限制。与传统可编程器件相比，FPGA还能添加更多的电路数量，在功能多元化的实现方面，优势更加突出。

        同时，在可编程属性的加持下，FPGA能够在功耗、算力和成本方面进行均衡设计。与GPU和CPU相比，通过FPGA设计的芯片在算速和功耗方面都具有优势。

FPGA芯片的应用范围及市场规模

        FPGA技术的可编程性，在一些行业具有高度适应性，因此在洪流滚滚的芯片浪潮中露出了自己的头角。在CPU、GPU、ASIC的混战之中，建立了一座自己的城池。

        芯片设计师使用硬件描述语言，将各种数理逻辑以软件的形式下载到FPGA 里，就可以重新设计芯片的功能。这使得在一些技术发展更迭迅速和没有成熟技术标准的行业，FPGA可以大幅降低芯片设计的试错成本和投资成本，兼具经济性和功能性。

        在消费电子、人工智能、网络通信、数据中心、工业控制和汽车电子等领域及其下游市场，都是FPGA芯片的应用场景。随着5G技术的深化，全球新一代通信设备的部署，自动驾驶技术和人工智能的不断商业化，FPGA芯片的需求还会继续增长。

        据统计，去年全世界FPGA芯片的总营收超过了60亿美金。在AI和5G技术不断进步的情况下，全球FPGA芯片的市场份额还会稳步上升。据全球企业增长咨询公司---弗若斯特沙利文（Frost&Sullivan）预测，到2025年，全球FPGA芯片的市场规模将达到125.8亿美金，年化复合增长率为16.4%。

        虽然FPGA芯片具有非常重要的优势，但这些优势只在特定的芯片研发阶段才能体现。FPGA不需要进行大量流片，就能完成芯片的验证，因此在研发类项目和试量产阶段的性价比最高。在部分应用场景下，能够做到部分替代ASIC。但当项目已经成熟，或者进入量产阶段后，FPGA芯片的成本优势和性能优势就大幅下降了。

        所以，FPGA芯片市场在未来几年虽然会大幅增长，但它也只是解决了部分芯片研发阶段的成本和性能问题，其市场份额终有极限。