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算力变革引发FPGA产业变革 双期叠加考验国内厂商
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3上一篇  下一篇4 2020年11月20日 放大 缩小 默认        

算力变革引发FPGA产业变革 双期叠加考验国内厂商

本报记者 张心怡 沈丛
 

计算力就是生产力。算力的变革往往会催生新的计算形式,并驱动产业链的整合兼并。曾经,原型设计、新品开发等需求催生了灵活可编程的“万能芯片”FPGA。如今,数据中心、AI等高算力需求,为FPGA开辟新的市场空间,也引发了处理器巨头对FPGA优质标的的热切关注。随着AMD宣布与赛灵思达成收购协议,FPGA行业前两名的厂商先后被CPU双巨头英特尔和AMD鲸吞。英特尔和AMD为何对FPGA厂商出手,收购案将对算力市场带来哪些影响?国内FPGA厂商又将面临哪些机遇和挑战?

算力变革驱动

FPGA再迎发展热潮

虽然问世时间不长,FPGA已经凭借“可编程”的独特优势,在百花齐放的芯片浪潮中夺得一席之地,成为CPU等通用处理器、全定制专用处理器ASIC之外的又一劲旅。

作为半定制化的集成电路芯片,FPGA使系统的硬件功能能够像软件一样编程修改,使根据不同应用改变硬件资源成为可能,因而有着“万能芯片”的美誉。

但这也意味着,FPGA需要在设计制造时考虑下游客户根据不同场景进行编程的需要,导致了更高的技术门槛和量产成本。在相当长的时间里,FPGA的差异化市场主要存在于原型设计和新品开发。出于成本考量,许多下游厂商在技术路线相对固定之后,会选择ASIC代替FPGA进行量产,这在一定程度上限制了FPGA的普及发展。数据显示,2018年全球集成电路市场规模达到4688亿美元,FPGA市场规模约为63亿美元,仅占集成电路市场约1.34%。

计算力就是生产力。近年来,随着数据中心、AI、云计算的崛起,全球数据呈现指数级增长和类型多元化趋势,这让FPGA能够根据不同工作负载进行加速的优势充分释放。与此同时,赛灵思等企业,通过ACAP(自适应加速平台)等异构计算平台及产品,让FPGA更加灵活地根据不同工作负载进行自适应加速,进一步提升了FPGA在加速器市场的穿透力。

然而,算力变革为FPGA带来新机遇的同时,也令处理器大厂对FPGA厂商瞩目。赛迪智库在研报中指出,人工智能等新兴技术对于计算力的需求加速提升,远远超出了通用计算技术的发展水平,GPU、NPU、众核、FPGA、ASIC等异构计算技术也因此得到了快速发展。而异构计算恰恰意味着多种处理器的融合发展,这也让处理器大厂将FPGA厂商纳入“弹药库”的举动变得顺理成章。

双巨头收购双雄

影响算力格局

AMD对赛灵思出手,不难让人想到轰动一时的英特尔收购FPGA厂商Altera。作为CPU领域的前二厂商,英特尔与AMD这对“老对手”在处理器和超算领域的竞争有来有回,在拓展FPGA业务方面却显得相当默契,先后将FPGA第一、第二的厂商纳入麾下。

“在云计算和AI导致的算力需求爆发和混合计算架构迅速发展的情况下,CPU厂商收购FPGA厂商可直接补强其FPGA支撑的并行和可编程计算技术,使他们在新兴异构计算架构时代保持领先。”赛迪智库集成电路产业研究所张天仪向《中国电子报》记者表示。

一旦处理器双巨头完成对FPGA双巨头的收购,计算市场格局也将随之变化。在FPGA市场,Altera、赛灵思一度占据80%以上的市场份额,被巨头收购后,两个厂商将不可避免地进行方向和资源的调整,其他厂商可以借此机会进一步提升自身能力并拓展市场空间;另一方面,收购后的处理器巨头在业务、营收规模、对下游的议价权等方面,会获得更大的主动权。

TrendForce集邦咨询旗下拓墣产业研究院指出,若AMD对赛灵思的收购案完成,AMD将跃升为全球第四大IC设计厂商,在5G、数据中心、ADAS以及工业自动化领域的话语权也将大幅提升。同时,由于两家企业皆是台积电的重要客户,AMD对台积电的议价能力也将随之提升。

“单凭应用范围、产品广泛度、技术实力与营收规模等,相较于英特尔与英伟达,AMD是三者间最弱势的芯片厂商,因此该收购案将通过FPGA的可编程性与平行运算等优势,为AMD带来如5G基建、AI、ADAS与工业自动化等更多商机。”TrendForce集邦咨询分析师姚嘉洋表示。

在公布收购之后,AMD宣布其第二代EPYC处理器为新华三新一代服务器系统提供强劲支持。借由EPYC系列,AMD正在将触角伸向英特尔统御已久的处理器市场。而收购FPGA,将为AMD的数据中心业务提供助力。

“随着异构计算时代的到来,FPGA的重要性更加凸显。此次AMD对赛灵思的收购,主要目的是借助FPGA进一步布局数据中心市场,为通用处理器提供补充,这也是FPGA市场未来新的增长点。”一位业内人士向记者表示。

起步期叠加窗口期

考验国内厂商

Altera、赛灵思相继被巨头鲸吞,也引发了业界对于FPGA厂商市场定位和生存空间的关注。但是,国内FPGA厂商面临的产业形势,与国际FPGA优质标的不尽相同。张天仪表示,国内FPGA厂商还处于发展初期,而且国内暂时没有合适的处理器巨头对FPGA厂商进行整合兼并,通信设备大厂则考虑供应链的灵活性,对收购FPGA厂商持谨慎态度。这意味着,国内FPGA厂商暂时不会被巨头搅动的波澜影响。

同时,国内FPGA厂商的起步期,与AI等技术开启的FPGA发展窗口期重叠,这对国内FPGA厂商的技术路径、市场嗅觉、生态构建提出了更为严峻的考验。

在技术路径上,国内FPGA厂商仍处于攻坚期。赛迪智库指出,当前全球FPGA市场被国际巨头垄断,国内厂商核心技术差距较大,在仿真器、集成度、核心IP(DSP、SerDes、ADC)、片上网络(NOC)等方面积累很少,仅占4%的市场份额。同时,FPGA在设计完成后,还需要将用户程序编译进去的特性,决定了FPGA的产品化和产业化必须“软硬兼施”,注重软件工具的发展。国内厂商一方面需要加强技术攻关,提升产业技术创新力;另一方面也需要围绕FPGA的编程软件、IP库、EDA等关键环节,补齐短板,完善生态构建。

在市场拓展方面,随着新基建等举措进一步加速5G、数据中心、AI等新兴技术的发展部署,国内FPGA贴近国内市场的天然优势将进一步释出。张天仪指出,由于FPGA原有两强的壁垒,中国以外的地区难以大量诞生新的FPGA公司。在国内信息化浪潮和国际科技竞合催生大量新创FPGA厂商的基础上,国内市场将为新兴FPGA厂商的发展提供更多利好。

值得注意的是,算力变革在带来机遇的同时,也对多核异构以及高端FPGA提出了更多需求。国内FPGA厂商要抓住新兴技术带来的红利,需贴近客户,紧跟技术变化,提升产品附加值。

“灵活可编程、低延时、实时性强,高效能等特性,决定了FPGA的不可替代性,此次赛灵思被收购,恰恰体现了FPGA在未来数据中心、云计算等领域的重要地位。”业内人士向记者表示,“对于FPGA厂商而言,更应该关注新技术的变化和演进,寻找更多的应用空间。”

 
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