fpga主要的应用领域及产业链构成包括（FPGA主要的应用领域及产业链构成）

AI芯片主要分为CPU、GPU、FPGA和ASIC。其中，按照CPU、GPU、FPGA、ASIC的顺序，通用性逐渐降低，但运算效率逐渐提高。

FPGA是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件基础上进一步发展的产物。它作为集成电路领域的半定制电路出现，不仅解决了定制电路的不足，而且克服了原有可编程器件门电路有限的缺点。

FPGA以其可编程灵活性高、开发周期短、并行计算效率高的特点，在5G和AI中得到了广泛应用。因为很多通信业务的应用场景都需要随时升级，相比FPGA，ASIC不够灵活，跟不上算法的迭代更新，所以FPGA是更好的选择。

在人工智能市场，来自培训是目前最广泛的，但从2019年开始，需求推论(包括数据中心和边缘)将继续快速爆发式增长。基于CPU的传统计算架构可以不能完全满足人工智能高性能并行计算的需求。FPGA是异构芯片，功耗低，开发周期短，编程灵活。目前人工智能领域的解决方案正在从软件向软件+芯片演进。简而言之，FPGA是一种异构芯片，功耗低，启动周期快，编程灵活。目前人工智能领域的解决方案正在从软件向软件+芯片转变。

FPGA的应用领域

一、数据采集和接口逻辑领域

1.1的应用。数据采集领域中的FPGA

由于自然界中的大部分信号都是模拟信号，所以一般的信号处理系统都应该包括数据采集的功能。通常的方法是用A/D转换器将模拟信号转换成数字信号，然后送入处理器，如MCU或DSP进行运算处理。

对于低速模数和数模转换器，标准SPI接口可用于与MCU或DSP通信。然而，高速A/D和D/A转换芯片，如文章解码器或编码器，可以直接与通用MCU或DSP接口。在这种情况下，FPGA可以完成数据采集的功能粘合逻辑。

2.2的应用。逻辑接口领域中的FPGA

在实际的产品设计中，很多情况下都需要与PC进行数据通信。比如将采集到的数据发送到PC进行处理，或者将处理后的结果发送到PC进行显示。PC机与外部系统通信的接口有很多，如ISA、PCI、PCI Express、PS/2、USB等。

传统的设计往往需要特殊的接口芯片，比如PCI接口芯片。如果需要更多的接口，就需要更多的外围芯片，体积更大，功耗更大。采用FPGA方案后，接口逻辑可以在FPGA内部实现，大大简化了外围电路的设计。

在现代电子产品的设计中，存储器得到了广泛的应用，如SDRAM、SRAM、Flash等。这些存储器各有特点和用途，合理选择存储器类型可以达到产品的最佳性价比。由于FPGA的功能完全可以自行设计，可以实现各种存储接口的控制器。

3.3的应用。FPGA在电平接口领域的应用

除了TTL和COMS接口电平，新的电平标准如LVDS、HSTL、GTL/GTL+和SSTL也逐渐被许多电子产品所采用。比如LCD驱动接口一般是LVDS接口，数字I/O一般是LVTTL级别，DDR SDRAM级别一般是HSTL级别。

在这种混合电平环境下，如果用传统的电平移位器实现接口，电路复杂度会增加。利用FPGA支持多级共存的特性，可以大大简化设计方案，降低设计风险。

高性能数字信号处理领域

在无线通信、软件无线电、高清图像编辑和处理等领域，信号处理所需的计算量极高。传统的解决方案是使用多个DSP并行组成一个多处理器系统来满足需求。

而多处理器系统的主要问题是设计复杂度和系统功耗大大增加，系统的稳定性受到影响。FPGA支持并行计算，密度和性能都在不断提升。它已经可以在许多领域取代传统的多DSP解决方案。

比如实现了H.264这种高清文章编码算法。TI的1GHz频率的DSP芯片需要4个芯片，而Altera的StratixII EP2S130芯片只需要一个芯片就可以完成同样的任务。FPGA的实现过程类似于ASIC芯片的前端设计，有利于导入芯片的后端设计。

三、其他应用领域

除了上述应用领域，FPGA还广泛应用于其他领域。

(1)汽车电子领域，如网关控制器/车载PC和远程信息处理系统。

(2)军事领域，如保密通信、雷达和声纳、电子战。

(3)测试与测量领域，如通信测试与监控、半导体自动测试设备、通用仪器。

(4)消费产品，如显示器、投影仪、数字电视和机顶盒以及家庭网络。

(5)医学领域，如软件无线电、电疗、生命科学等。

国内外FPGA产业发展比较

目前国外领先的技术已经达到7nm和10nm的水平，可以实现4-5亿器件的规模。5G、数据中心、汽车、无线通信、AI智能、工业、消费电子、医学科学等。正在成为全球FPGA市场规模增长的主要驱动力。

从90年代末开始，国产FPGA经历了一个从逆向设计到正向设计的时代。目前活跃在市场上的国产FPGA产品中，大部分都是低密度产品。对于国内大多数中高密度FPGA来说，它们的架构都离不开LUT ++布线的概念。就产品而言，也针对各自的技术、IP和对应的应用市场。从这个角度来说，国内厂商在中高密度FPGA方面的技术水平无法与国外相比，在软件/硬件方面还有一定差距。

国内FPGA产业链的构成

和芯片半导体产业一样，FPGA的产业链遵循同样的流程和环节。

设备/材料方面，相关公司有北方华创、中威公司、华丰测控公司等。

EDA方面，相关公司有华大九天、芯视、广利威、Okas等。

在IP环节，相关公司有芯微、芯科技、寒武纪等。

在IC设计方面，相关公司有紫光同创、高云半导体、经纬黎齐、连洁科技、安陆信息、复旦微、智多晶等

在集成电路制造方面，SMIC是主要公司；

在IC封测方面，相关公司有长电科技、华天科技、通富微电子等。