一、FPAG是大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)的趨勢

1．1、Intel167億美元、35倍倍PE押注FPGA

2015年6月1日，Intel宣布斥資167億美元，以每股約54美元的價(jià)格收購全球第二大FPGA廠商Altera（阿爾特拉），這是Intel成立47年以來歷史上規(guī)模最大的收購。本次Intel的收購對應(yīng)的估值高達(dá)35倍，這在半導(dǎo)體領(lǐng)域已經(jīng)非常罕見。

Intel收購Altera，主要基于三方面考慮：

第一、IBM與全球第一大FPGA廠商Xilinx合作，主攻大數(shù)據(jù)和云計(jì)算方向，這引起Intel的巨大擔(dān)憂。Intel已經(jīng)在移動(dòng)處理器落后，大數(shù)據(jù)和云計(jì)算領(lǐng)域不能再落后。

第二、FPGA在云計(jì)算、大數(shù)據(jù)領(lǐng)域?qū)⑸钊霊?yīng)用。Intel此次與Altera合作，將開放Intel處理器的內(nèi)部接口，形成CPU＋FPGA的組合模式。其中FPGA用于整形計(jì)算，cpu進(jìn)行浮點(diǎn)計(jì)算和調(diào)度，此組合的擁有更高的單位功耗性能和更低的時(shí)延。

第三、IC設(shè)計(jì)和流片成本。隨著半導(dǎo)體制程指數(shù)增長，F(xiàn)PGA在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域?qū)⑻娲邇r(jià)值、批量相對較?。?萬片以下）、多通道計(jì)算的專用設(shè)備替代ASIC。同時(shí)，F(xiàn)PGA開發(fā)周期比ASIC短50％，可以用來快速搶占市場。

　　1．2、FPGA＋CPU，大數(shù)據(jù)時(shí)代的趨勢之一

在近期杭州的云棲大會，Intel已經(jīng)展示了其Xeon＋FPGA的創(chuàng)新模式，計(jì)劃17年將投放市場。Altera的FPGA產(chǎn)品可以讓英特爾Xeon至強(qiáng)處理器技術(shù)形成高度定制化、整合產(chǎn)品，單位功耗性能比CPU＋GPU模式更高。CPU＋FPGA用于數(shù)據(jù)中心，這將是未來數(shù)據(jù)中心的標(biāo)配。

目前在海量數(shù)據(jù)處理，主流方法是通過易編程多核CPU＋GPU來實(shí)現(xiàn)，而從事海量數(shù)據(jù)處理應(yīng)用開發(fā)（如密鑰加速、圖像識別、語音轉(zhuǎn)錄、加密和文本搜索等）。設(shè)計(jì)開發(fā)人員既希望GPU易于編程，同時(shí)也希望硬件具有低功耗、高吞吐量和最低時(shí)延功能。但是依靠半導(dǎo)體制程升級帶來的單位功耗性能在邊際遞減，CPU＋GPU架構(gòu)設(shè)計(jì)遇到了瓶頸而，而CPU＋FPGA可以提供更好的單位功耗性能，同時(shí)易于修改和編程。

數(shù)據(jù)顯示，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院（ETHZurich）研究發(fā)現(xiàn)，基于FPGA的應(yīng)用加速比CPU／GPU方案，單位功耗性能可提升25倍，而時(shí)延則縮短了50到75倍，與此同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)出色的I／O集成（PCIe、DDR4、SDRAM接口、高速以太網(wǎng)等）。換言之，F(xiàn)PGA能在單芯片上提供高能效硬件應(yīng)用加速所需的核心功能，并同時(shí)提供每個(gè)開發(fā)板低功耗的解決方案。

另外，微軟的研究表明，F(xiàn)PGA的單位功耗性能是GPU的10倍以上，由多個(gè)FPGA組成的集群能達(dá)到GPU的圖像處理能力并保持低功耗的特點(diǎn)。FPGA在云數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用，將從CPU與FPGA離散使用、向CPU與FPGA打包使用、再向CPU與FPGA整合使用發(fā)展。根據(jù)英特爾預(yù)計(jì)，到到2020年，將有1／3的云數(shù)據(jù)中心節(jié)點(diǎn)采用FPGA技術(shù)。

另外，與CPU和GPU相比，F(xiàn)PGA的運(yùn)算類似于ASIC“電路直給”，執(zhí)行效率比CPU和GPU大幅提高。同時(shí)，F(xiàn)PGA在整數(shù)運(yùn)算領(lǐng)域效率大大超過CPU，所以FPGA在整數(shù)運(yùn)算領(lǐng)域的加速優(yōu)勢非常明顯，而整數(shù)運(yùn)算正是當(dāng)前主流企業(yè)級應(yīng)用的主要運(yùn)算方式。目前。FPGA在卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法進(jìn)行圖像識別、加密算法進(jìn)行安全控制、壓縮算法等整數(shù)運(yùn)算領(lǐng)域的加速運(yùn)算更加出色。

　　1．3、物聯(lián)網(wǎng)—FPGA替代部分AISC，提升運(yùn)行效率

Intel收購Altera的另一個(gè)原因是因?yàn)榭春梦锫?lián)網(wǎng)領(lǐng)域的機(jī)會。之前FPGA的主要作用之一是用于原型設(shè)計(jì)，先用FPGA做功能驗(yàn)證然后用ASIC流片，是為了在節(jié)約成本的情況下更好的設(shè)計(jì)ASIC。但是隨著FPGA自身的性能、能力與可實(shí)現(xiàn)邏輯的復(fù)雜度的不斷提升，現(xiàn)在FPGA在高性能、多通道計(jì)算領(lǐng)域可以直接代替一些部分分ASIC和和DSP來使用，主要原因三點(diǎn)：并行運(yùn)算、硬件結(jié)構(gòu)可變、運(yùn)行中可以更改。

Intel在Computex2015上展示了基于FPGA優(yōu)化下的物聯(lián)網(wǎng)的方案，F(xiàn)PAG的并行計(jì)算在多通道領(lǐng)域優(yōu)勢，以及可編程特性在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域可以對傳統(tǒng)的ASIC方案進(jìn)行優(yōu)化。

在安防監(jiān)控領(lǐng)域，F(xiàn)PGA和DSP都可以實(shí)現(xiàn)視頻分析，由于FPGA計(jì)算方式采用并行方式，其處理效率較DSP大幅提高?；贔PGA的解決方案在設(shè)計(jì)時(shí)間上可以進(jìn)行調(diào)整和更新，在運(yùn)行時(shí)可以重配置——它能夠?qū)崿F(xiàn)通道數(shù)量、分辨率、幀速率和延時(shí)的動(dòng)態(tài)平衡。同時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)了新的IP內(nèi)核時(shí)，基于FPGA的解決方案能夠靈活地更新，在現(xiàn)場進(jìn)行編程改進(jìn)。

目前，Intel的X86處理器和DSP很難做到圖像視頻多通道處理和智能檢測分析，但是CPU＋FPGA后其并行處理可以輕易解決。例如，Intel已經(jīng)有實(shí)時(shí)的視頻內(nèi)容分析應(yīng)用，可以對車牌進(jìn)行分析，如果配上FPGA就可以實(shí)現(xiàn)對大量車牌的并行分析，也可以解決雨霧天低能見度下的精準(zhǔn)分析，這就是FPGA在安防領(lǐng)域的優(yōu)勢。

在工業(yè)智能化領(lǐng)域，F(xiàn)PGA的用處也非常多，例如FPGA的并行計(jì)算的特性可以做多通道的馬達(dá)控制。一片F(xiàn)PGA就可以精確控制大量馬達(dá)同時(shí)運(yùn)行，減少傳統(tǒng)采用大量ASIC控制，實(shí)現(xiàn)控制流程和運(yùn)行操作簡化和提升效率。目前Intel也有智能工廠方案，如果在云端和網(wǎng)關(guān)端有強(qiáng)大的優(yōu)勢，加上跟終端的控制結(jié)合，則優(yōu)勢會大大增加。

在智能家居領(lǐng)域，未來的智能家居的核心在于傳感器的融合，F(xiàn)PGA的并行計(jì)算可以很好處理。例如，當(dāng)主人回到家以后，照明自動(dòng)打開，音樂自動(dòng)播放，門禁和安防自動(dòng)解禁，這些應(yīng)用場需要很很短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)大量的融合算法。

或者，有人說未來機(jī)器人將是家庭的入口。在機(jī)器人控制上也需要大量的并行處理和控制，例如機(jī)器人的智能需要機(jī)器視覺技術(shù)的大提速。目前看演示的機(jī)器視覺技術(shù)，很多都是基于FPGA來完成的，這也是FPGA可以發(fā)揮的地方。

最后，實(shí)際應(yīng)用中，F(xiàn)PGA的可編程性使開發(fā)人員能夠用軟件升級包通過在片上運(yùn)行程序來修改芯片，甚至可通過因特網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程升級，大大減少的家庭用戶的升級成本。

總之，CPU＋FPGA的模式，一方面可以提供更好的單位功耗性能夠，另一方面可以彌補(bǔ)X86架構(gòu)在并行運(yùn)算上的不足，并可以將方案往下延伸。據(jù)說，英特爾將在16年下半年將推出40多款MCU產(chǎn)品，這絕對是占據(jù)物聯(lián)網(wǎng)終端的重拳，如果未來英特爾X86＋FPGA＋MCU組合起來，基本上在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域擁有頂級裝備了。

1．4、設(shè)計(jì)成本高和開發(fā)周期長，F(xiàn)PGA在小批量更優(yōu)

隨著半導(dǎo)體制程升級，芯片設(shè)計(jì)和流片費(fèi)用成指數(shù)型增長。最終流片數(shù)量不大的ASIC或者ASSP，攤銷到每塊芯片的成本其實(shí)非常高。

粗略計(jì)算，最便宜的ASIC流片成本需要幾十萬人民幣一次（按照50萬元測算），ASIC流片后如果量大，邊際成本基本為0，而一塊最便宜FPGA芯片的價(jià)格在10元左右。也就是說，如果客戶有50萬元，實(shí)現(xiàn)同樣的芯片邏輯功能，可以選擇買5萬片F(xiàn)PGA通過編程實(shí)現(xiàn)，或者花50萬元設(shè)計(jì)ASIC后流片（流片邊際成本為0）。測算下來，5萬片流片可以作為一個(gè)零界點(diǎn)。

按照上面測算，于低于5萬片合的小批量多批次更適合FPGA。FPGA在原來的專用設(shè)備控制器上（如雷達(dá)、航天飛機(jī)、汽車電子、路由器，這些高價(jià)值、批量相對較小、多通道計(jì)算的專用設(shè)備）有取代ASIC的趨勢。

另外，F(xiàn)PAG的靈活性和開發(fā)周期短，可以幫助企業(yè)快速搶占市場。全球FPGA第一大廠商Xilinx認(rèn)為，傳統(tǒng)的ASIC和SoC設(shè)計(jì)周期平均是14個(gè)月到24個(gè)月，用FPGA進(jìn)行開發(fā)時(shí)間可以平均降低55％。而產(chǎn)品晚上市六個(gè)月5年內(nèi)將少33％的利潤，每晚四周等于損失14％的市場份額。等到快速搶占市場后，如果產(chǎn)品的量較大再采用ASIC流片來降低成本。

二、FPGA—可編程、靈活性高、開周期短的“萬能芯片”

2．1、可編程的“萬能芯片”

FPGA（FieldProgrammableGateArrays）—現(xiàn)場可編程門陣列，是指一切通過軟件手段更改、配置器件內(nèi)部連接結(jié)構(gòu)和邏輯單元，完成既定設(shè)計(jì)功能的數(shù)字集成電路。FPGA可以實(shí)現(xiàn)怎樣的能力，主要取決于它所提供的門電路的規(guī)模。如果門電路的規(guī)模足夠大，F(xiàn)PGA通過編程可以實(shí)現(xiàn)任意芯片的邏輯功能，例如ASIC、DSP甚至PC處理器等。這就是FPGA為什么被稱之為“萬能芯片”的原因。

FPGA可隨意定制內(nèi)部邏輯的陣列，并且可以在用戶現(xiàn)場進(jìn)行即時(shí)編程，以修改內(nèi)部的硬件邏輯，從而實(shí)現(xiàn)任意邏輯功能。這一點(diǎn)是ASIC和和DSP都無法做到的。形象點(diǎn)來說，傳統(tǒng)的ASIC和DSP等于一張出廠時(shí)就寫有數(shù)據(jù)且不可擦除的CD，用戶只需要放到CD播放器就可以看到起數(shù)據(jù)或聽到音樂；而FPGA是一張出廠時(shí)的空白的CD，需要用戶自己使用刻錄機(jī)燒寫數(shù)據(jù)內(nèi)容到盤里，并且還可以擦除上面的數(shù)據(jù)，反復(fù)刻錄。

　　2．2、可編程靈活性高、開發(fā)周期短、并行計(jì)算效率高

FPGA的核心優(yōu)點(diǎn)，總結(jié)下來三點(diǎn)：可編程靈活性高、開發(fā)周期短、并行計(jì)算可編程靈活性高。與ASIC的全定制電路不同，F(xiàn)PGA屬于半定制電路。理論上，如果FPGA提供的門電路規(guī)模足夠大，通過編程可以實(shí)現(xiàn)任意ASIC和DSP的邏輯功能。另外，編程可以反復(fù)，不像ASIC設(shè)計(jì)后固化不能修改。所以，F(xiàn)PGA的靈活性也較高。實(shí)際應(yīng)用中，F(xiàn)PGA的現(xiàn)場可重復(fù)編程性使開發(fā)人員能夠用軟件升級包通過在片上運(yùn)行程序來修改芯片，而不是替換和設(shè)計(jì)芯片（設(shè)計(jì)和）時(shí)間成本巨大），甚至FPGA可通過因特網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程升級。

開發(fā)周期短。ASIC制造流程包括邏輯實(shí)現(xiàn)、布線處理和流片等多個(gè)步驟，而FPGA無需布線、掩模和定制流片等，芯片開發(fā)大大簡化。傳統(tǒng)的ASIC和SoC設(shè)計(jì)周期平均是14個(gè)月到24個(gè)月，用FPGA進(jìn)行開發(fā)時(shí)間可以平均降低55％。全球FPGA第一大廠商Xilinx認(rèn)為，更快比更便宜重要，產(chǎn)品晚上市六個(gè)月5年內(nèi)將少33％的利潤，每晚四周等于損失14％的市場份額。

并行計(jì)算效率高。FPGA屬于并行計(jì)算，一次可執(zhí)行多個(gè)指令的算法，而傳統(tǒng)的ASIC、DSP甚至CPU都是串行計(jì)算，一次只能處理一個(gè)指令集，如果ASIC和CPU需要提速，更多的方法是增加頻率，所以ASIC、CPU的主頻一般較高。FPGA雖然普遍主頻較低，但對部分特殊的任務(wù)，大量相對低速并行的單元比起少量高效單元而言效率更高。另外，從某種角度上說，F(xiàn)PGA內(nèi)部其實(shí)并沒有所謂的“計(jì)算”，最終結(jié)果幾乎是類似于ASIC“電路直給”，因此執(zhí)行效率就大幅提高。

2．3、FPGA限制因素：成本、功耗和編程設(shè)計(jì)

今年9月，我們曾與國內(nèi)一線IC設(shè)計(jì)師對FPAG的未來發(fā)展進(jìn)入深入交流?？偨Y(jié)來下，如果未來FPGA價(jià)格到低一定程度，將替代大多數(shù)的ASIC芯片。但是，目前制約FPGA發(fā)展的三大因素主要有：成本、功耗和編程設(shè)計(jì)。

成本。如果ASIC流片量大，實(shí)現(xiàn)同樣邏輯的FPGA成本將是ASIC的10倍以上。按照上面的初步測算，以5萬片流片為零界點(diǎn)，低于5萬片的小批量多批次的專用控制設(shè)別（如雷達(dá)、航天飛機(jī)、汽車電子、路由器，這些高價(jià)值、批量相對較小、多通道計(jì)算的專用設(shè)備）采用FPGA更加經(jīng)濟(jì)劃算。

功耗。FPGA中的芯片的面積比ASIC更大，這是因?yàn)镕PGA廠商并不知道下游的具體需求應(yīng)用，故在芯片中裝入規(guī)模巨大的門電路（其實(shí)很多沒有使用到），行業(yè)深度報(bào)告：FPGA—大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代大有可為國防、汽車等，這些領(lǐng)域?qū)Φ凸囊蟛桓摺?/p>

編程設(shè)計(jì)。FPGA的發(fā)展中，軟件將占據(jù)60％的重要程度。例如Xilinx公司60％～70％的研發(fā)人員從事軟件工作。除了考慮芯片架構(gòu)，編程設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮應(yīng)用場景多樣性、復(fù)雜性和效率。FPGA編程需要采用的專用工具進(jìn)行HDL編譯，再燒錄至FPGA中，其技術(shù)門檻非常高。

三、FPGA—毛利率高、增速快、進(jìn)口替代空間大

3．1、半導(dǎo)體領(lǐng)域最高毛利率和最高增速

FPGA廠商在半導(dǎo)體領(lǐng)域享有最高的毛利率。2010年根據(jù)半導(dǎo)體公司調(diào)查，F(xiàn)PGA廠商的平均毛利率為66％，毛利率中位數(shù)在69％。2014年Altera營業(yè)收入19．3億美元，凈利潤4．73億美元，毛利率水平66％，凈利率水平24．5％，好于我們所熟知的半導(dǎo)體IC巨頭Intel（2014年毛利率59．3％，凈利率20．9％）。

FPGA毛利率高的原因：EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）工具廠商MentorGraphics公司CEOWaldenC．Rhines分析認(rèn)為，F(xiàn)PGA廠商的差異化做得好，下游客戶轉(zhuǎn)換成本非常高。具體來看，體現(xiàn)在產(chǎn)品的差異化、基礎(chǔ)架構(gòu)和生態(tài)環(huán)境等方面。

產(chǎn)品差異化方面，F(xiàn)PGA廠商有高效的架構(gòu)，具有法律約束（專利組合和版權(quán)），在每個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)率先產(chǎn)品上市。基礎(chǔ)架構(gòu)方面，不同供應(yīng)商提供自己特殊的IP組合，用戶會對某些設(shè)計(jì)架構(gòu)產(chǎn)生熟悉性和依賴性。生態(tài)環(huán)境方面，F(xiàn)PGA廠商都有專門的第三方IP開發(fā)者，獨(dú)立的應(yīng)用支持和培訓(xùn)教育體系。

除了毛利率，近5年年FPGA在半導(dǎo)體器件中享有最高的增速。2009－2014年，根據(jù)ICInsight測算，F(xiàn)PGA的年復(fù)合增長率高達(dá)15．6％，遠(yuǎn)高于半導(dǎo)體行業(yè)9．6％的增速。

　　3．2、市場容量從50億美元向400億美元滲透

FPGA的市場容量在50億美元左右。不過，目前FPAG大有替代ASIC和和ASSP等傳統(tǒng)芯片的趨勢。“只要能在FPGA上設(shè)計(jì)的，就用FPGA進(jìn)行設(shè)計(jì)””。賽靈思的一位客戶如是說，而這句話也給予了FPGA廠商們最大的信心。在Xilinx最新公布的28nm藍(lán)圖顯示，在無線／有限通訊、工業(yè)／醫(yī)療、航空／國防、汽車甚至消費(fèi)電子中，F(xiàn)PGA都有著取代ASIC的基礎(chǔ)。因此，Xilinx公司亞太區(qū)市場營銷總監(jiān)鄭馨南鄭馨南雄心勃勃地預(yù)言：“FPGA應(yīng)用將不斷加快，從面向50億美元的市場擴(kuò)展到面向410億美元的市場。”其中，ASIC和和ASSP市場各150億美元，嵌入式處理和高性能能DSP市場各30億美元。

3．3、半導(dǎo)體領(lǐng)域摩爾定律的堅(jiān)定執(zhí)行者

FPGA是發(fā)展30年來一直是摩爾定律的堅(jiān)定執(zhí)行者。1985年，Xilinx推出第一款FPGA產(chǎn)品—XC2064，采用2μm工藝；2015年，Xilinx推出了采用最新16nm工藝的FPGA產(chǎn)品。最近，臺積電和賽靈思就宣布了開始7nm工藝技術(shù)的合作，并將于2017年推出7nm工藝的產(chǎn)品這是在實(shí)現(xiàn)16nm工藝后，F(xiàn)PGA繼續(xù)延續(xù)新工藝。

FPGA的商業(yè)模式是眾多的客戶來分擔(dān)芯片研發(fā)（NRE）費(fèi)用，而ASIC是需要廠商自己承擔(dān)。制程20nm以下，NRE費(fèi)用高的驚人，稍有不慎，好幾百萬美元就打水漂，沒有哪個(gè)ASIC廠商敢這么燒錢。這就是FPGA的先進(jìn)工藝采用速度高于ASIC廠商的主因。另外，且越是先進(jìn)的工藝技術(shù)，F(xiàn)PGA的優(yōu)勢越明顯，它可以大幅度降低功耗，提升晶體管數(shù)量，這也是廠商推動(dòng)采用最先進(jìn)半導(dǎo)體制程的原因。

　　3．4、行業(yè)格局雙寡頭，中國占全球比重極低

2014年FPGA的市場容量在50億美元，行業(yè)格局典型的雙寡頭，主要4家生產(chǎn)廠家都在美國。根據(jù)Gartner的數(shù)據(jù)，F(xiàn)PGA器件的廠家主要有Xilinx（賽靈思）、Altera（阿爾特拉）、Lattice（萊迪思）和Microsemi（美高森美），這四家公司都在美國，總共占據(jù)了98％以上的市場份額。其中全球份額Xilinx占49％，另一家Altera占39％，剩余的占比12％。目前國內(nèi)能夠生產(chǎn)FPAG的上市公司有僅有同方國芯，而非上市公司有京微雅格和和AgateLogic等。目前國內(nèi)FPGA多用于的通訊、軍工、航空航天等領(lǐng)域，產(chǎn)量占全球比重極低。

　　3．5、對中國的機(jī)會：市場在中國、技術(shù)在發(fā)展

FPGA說的這么好，和中國廠商由于什么關(guān)系？畢竟沉淀幾十年的核心技術(shù)都在美國，日本和歐洲都不一定行。我想說的是，目光可以看得長遠(yuǎn)些。竟畢竟FPGA最大的需求市場在中國，同時(shí)我們的FPGA的技術(shù)未必比別人落后太多。

我們曾與國內(nèi)一線IC設(shè)計(jì)師深入交流，一個(gè)重要的結(jié)論是芯片的自主設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)信息安全的最底層保障。這也是為什么與信息處理相關(guān)的基礎(chǔ)芯片（手機(jī)芯片、PC處理器等）需要實(shí)現(xiàn)自制的原因。在目前FPGA的技術(shù)和供給幾乎全部來源于美國，包括歐洲和日本等技術(shù)強(qiáng)國也沒有掌握到核心技術(shù)。

對于中國而言，國家促進(jìn)集成電路發(fā)展已經(jīng)提升至國家戰(zhàn)略。同時(shí)特殊的應(yīng)用場景（軍工、導(dǎo)彈、航天航空）的要求的FPGA，國外對中國是禁運(yùn)的，這也從另一方面促成國內(nèi)FPGA自制的契機(jī)。目前，國內(nèi)生產(chǎn)的FPGA主要用于軍工、通訊、航空航天等領(lǐng)域。

在民用領(lǐng)域，國內(nèi)是FPGA需求最大的市場，現(xiàn)在Xilinx、Altera最大的客戶就在中國，通訊市場華為中興烽火包攬了全國60％以上的量。中國FPGA的發(fā)展紅利在于需求市場足夠大，有需求就要有相應(yīng)產(chǎn)品來支持。這對于國內(nèi)廠家就是機(jī)會，目前，同方國芯片已經(jīng)和華為中興合作，想實(shí)現(xiàn)一部分的國產(chǎn)替代。

最后，從技術(shù)角度來說，我們已經(jīng)不像10年前基本不懂核心技術(shù)。國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的不斷成熟完善，以及芯片設(shè)計(jì)能力的不斷加強(qiáng)，我們自己可以自主設(shè)計(jì)和流片ARM架構(gòu)的手機(jī)CPU（海思麒麟、大唐聯(lián)芯），并成功實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，這在10年前都不敢相信。在我們在過去積累的技術(shù)沉淀和創(chuàng)新能力，已經(jīng)使得我們在FPGA的特定應(yīng)用領(lǐng)域（軍工、通訊）實(shí)現(xiàn)一定程度上的自我供給。未來也可能類似于CPU＋FPGA用于云數(shù)據(jù)中心節(jié)中，這些應(yīng)用領(lǐng)域都是信息高度敏高的地方，使用自主設(shè)計(jì)的芯片更能實(shí)現(xiàn)安全可控。目前，上市公司中，僅有同方國芯能夠批量提供FPGA，也是我們重點(diǎn)推薦的標(biāo)的。

四、FPGA對國內(nèi)廠商的機(jī)遇和推薦標(biāo)的

4．1、同方國芯（002049）：FPGA稀缺標(biāo)的，期待“紫光CPU＋同方FPGA”

FPGA稀缺標(biāo)的，有望成為紫光IC平臺。同方國芯旗下子公司國微電子是國內(nèi)特種IC的設(shè)計(jì)龍頭，擁有特種IC所需的全部資質(zhì)，同時(shí)也是國內(nèi)上市公司中唯一能夠量產(chǎn)FPGA的廠商，稀缺性明顯。公司FPGA、ASIC和特種微處理器常年為軍方穩(wěn)定供貨。數(shù)據(jù)顯示，2014年軍方采購國產(chǎn)IC約7億元，公司的市場占有率在40％以上。軍用市場，公司FPGA用于航空航天、陸空無線通訊等領(lǐng)域。軍用FPGA市場壁壘極高，需要較長時(shí)間的資質(zhì)和信息安全認(rèn)證，公司FPGA在國內(nèi)軍用市場的有極強(qiáng)的先發(fā)優(yōu)勢。同方國芯作為紫光集團(tuán)的IC平臺，擁有國內(nèi)第一梯隊(duì)的IC設(shè)計(jì)實(shí)力。尤其在紫光集團(tuán)收購展訊、銳迪科后，大有國內(nèi)IC設(shè)計(jì)霸主的趨勢。以紫光集團(tuán)IC發(fā)展進(jìn)程來看，未來或?qū)⒊霈F(xiàn)“紫光CPU＋同方FPGA”。

軍轉(zhuǎn)民和進(jìn)口替代空間大，定增募投FPAG。目前FPGA市場全球呈現(xiàn)雙寡頭格局，Altera和Xilinx的全球市場占有率超過90％，國內(nèi)的產(chǎn)能幾乎忽略不計(jì)。目前，民用市場領(lǐng)域國內(nèi)FPGA幾乎全靠進(jìn)口，其中華為和中興包攬了50％以上的進(jìn)口量。國內(nèi)是FPGA需求最大的市場，Xilinx、Altera最大的客戶就在中國。公司FPGA具有稀缺性，同時(shí)在國內(nèi)軍用領(lǐng)域已經(jīng)獲得認(rèn)可。如果未來FPGA在行業(yè)巨頭的推動(dòng)下，成為大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的趨勢性IC，F(xiàn)PGA在國內(nèi)主要用于國防和通訊領(lǐng)域，未來也可能類似于CPU＋FPGA用于云數(shù)據(jù)中心節(jié)中。這些應(yīng)用領(lǐng)域都是信息高度敏高的地方，使用自主設(shè)計(jì)的芯片更能實(shí)現(xiàn)安全可控，軍轉(zhuǎn)民和進(jìn)口替代空間巨大。2015年公司定增25億元，其中11．2億元布局FPGA業(yè)務(wù)，國微電子FPGA產(chǎn)品在民用市場的通信領(lǐng)域已經(jīng)和華為、中興合作開發(fā)和研制產(chǎn)品，預(yù)計(jì)2017年有望實(shí)現(xiàn)民用通訊領(lǐng)域應(yīng)用量產(chǎn)。

金融和健康IC卡穩(wěn)步增長，成長型市場的現(xiàn)金奶牛。公司三大業(yè)務(wù)板塊，除了上面提及的特種IC（國微電子），另外兩塊業(yè)務(wù)為智能卡IC（同方微電子）和晶體業(yè)務(wù)（晶源電子），2014年收入占比智能卡IC（53％）、特種IC（29％）和晶體業(yè)務(wù)（17％）。目前智能卡IC是公司成長型市場的現(xiàn)金奶牛，2014年凈利潤2．3億元，凈利潤貢獻(xiàn)比例54％。具體來看，同方微電子在金融IC領(lǐng)域公司目前完成超過10家銀行的銀行卡芯片認(rèn)證，國內(nèi)銀行卡存量50億張，每年新增量約7億張左右，市場空間預(yù)計(jì)在200億元，公司在金融IC的市場份額在25％。此外，SIM卡芯片2014年銷量11億片，占全球份額超過20％；同時(shí)公司為國內(nèi)四家二代身份證芯片供應(yīng)商之一，市場份額穩(wěn)定在25％附近；2014年健康卡芯片銷量突破千萬，占全國市場份額超過50％。我們認(rèn)為這部分市穩(wěn)健向好，能夠?yàn)楣咎峁┓€(wěn)定和持續(xù)增長的現(xiàn)金流。

800億打造Memory航母，進(jìn)口替代空間極大。公司11月5日公告，擬以27．04元／股發(fā)行29．59億股，募資金額800億元投向集成電路業(yè)務(wù)，主要用于：12萬片／月的Flash晶圓產(chǎn)能（600億）＋臺灣力成科技25％股權(quán)（38億）＋產(chǎn)業(yè)鏈上下游公司收購（162億）。定增后形成全產(chǎn)業(yè)鏈IDM布局：上游設(shè)計(jì)（西安華芯）＋中游制造（本次定增募投）＋下游測封（臺灣力成）。本次定增前中國Flash產(chǎn)能占全球幾乎為零，預(yù)計(jì)公司滿產(chǎn)后項(xiàng)目滿產(chǎn)后占全球產(chǎn)能10％左右，進(jìn)入全球存儲第一梯隊(duì)。2014年國內(nèi)存儲市場規(guī)模2400億元，占全球市場29％，進(jìn)口依賴在95％以上。預(yù)計(jì)未來5年國內(nèi)存儲市場復(fù)合增速達(dá)10％，到2020年國內(nèi)存儲規(guī)模達(dá)到4000億元規(guī)模，未來進(jìn)口替代空間極大。

給予“謹(jǐn)慎推薦”評級。公司是國內(nèi)上市公司中唯一能夠量產(chǎn)FPGA的廠商，稀缺性明顯。公司生產(chǎn)的FPGA在軍用領(lǐng)域優(yōu)勢明顯，目前民用領(lǐng)域正在與華為、中興合作開發(fā)和研制產(chǎn)品。如果未來FPGA在行業(yè)巨頭的推動(dòng)下，成為大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的趨勢性IC，F(xiàn)PGA在國內(nèi)主要用于國防和通訊領(lǐng)域，未來也可能類似于CPU＋FPGA用于云數(shù)據(jù)中心節(jié)中。這些應(yīng)用領(lǐng)域都是信息高度敏高的地方，使用自主設(shè)計(jì)的芯片更能實(shí)現(xiàn)安全可控，同時(shí)未來軍轉(zhuǎn)民和進(jìn)口替代空間巨大。我們預(yù)計(jì)公司2015－2017年EPS為0．67、0．87和1．14元，對應(yīng)PE為94．0、72．4和55．2倍，公司停盤后漲幅近1倍，短期來看估值壓力較大，給予“謹(jǐn)慎推薦”評級。

風(fēng)險(xiǎn)提示。FPGA進(jìn)口替代和軍轉(zhuǎn)民進(jìn)展低于預(yù)期、智能卡IC業(yè)務(wù)出現(xiàn)下滑。