独立的FPGA已经走向终结?

作者:电工吧 日期:2020-10-14 09:20:22 人气: 栏目:市场动态

1984年,Ross Freeman与同事共同创立了赛灵思公司,并推出了世界上第一颗真正意义上的FPGA芯片XC2064,一个全新的行业就此诞生。

2020年,历经36年发展的赛灵思公司早已成为硅谷中的明星公司,FPGA行业也今非昔比。5GAI为这个行业带来了难得的机会,广阔的发展空间就在眼前,但是领头者赛灵思公司却突然陷入了收购的传闻中。人们不禁会发问,独立的FPGA已经走向终结了吗?

隐忧

收购传闻的主角之一AMD公司,在杰出的女性CEO Lisa Su的带领下,已经走出了昔日的泥潭,迈入了自己的黄金时期。收购赛灵思,将给AMD增加一个重要的筹码,为同老对手Intel、NVIDIA在后续的较量中积蓄能量。

赛灵思自身的表现似乎也不错,2021财年Q1的营收为7.27亿美元,毛利率达到了68%,尽管受疫情影响,业绩仍超过预期。目前其市值约为 260 亿美元,股价今年迄今上涨约9%,仅次于标普500指数7%涨幅。

在公司第四任CEO Victor Peng的带领下,赛灵思的业务转型也有条不紊地进行着。被寄予厚望的自适应计算加速平台(ACAP)于2019年6月正式实现了出货,并在今年获得了三星的5G设备大单;200千兆SmartNIC解决方案正在进行概念验证;一级OEM客户之一有望在本季提高RFSoC Gen2芯片的产量,以用于北美部署的Sub-6GHz的大规模MIMO无线电应用。

一切都在正轨,为什么突然出现收购传闻?如果近距离地观察赛灵思和FPGA行业,会发现潜伏着很多隐忧。

独立的FPGA已经走向终结?

首先,尽管赛灵思的股价不断上升,但是中美贸易战还是严重地伤害了它。特别是失去了华为,使其6%~8%的营收化为乌有。今年2月份有媒体报道,赛灵思将在圣何塞总部裁减123名员工,被普遍认为是受到了华为禁令的影响。

更大的伤害来自于华为禁令对全球5G部署的冲击。在2019年,Victor Peng将赛灵思的业绩归结为“韩国的5G部署以及中国、美国5G部署进入准备期”。但在2020年,5G的发展速度低于了原先的预期,赛灵思的出货计划受到了影响。

第二,与老对手Altera的缠斗也陷于胶着状态。从行业发端开始,赛灵思就一直领先于Altera(这与Intel和AMD的局面很像)。2015年后情势为之一变, Altera(现在为Intel PSG)被Intel收购以后,凭借母公司强大的资金和技术实力,开始频频向赛灵思发起挑战。

2016,赛灵思将FPGA带入了16nm工艺,Intel立即以14nm工艺来回击。赛灵思推出了ACAP,Intel也应对以Agilex FPGA。赛灵思前脚推出拥有了350亿颗晶体管的Virtex UltraScale+ VU19P,Intel的Stratix 10 GX 10M就以433亿个晶体管抢回了冠军宝座。赛灵思与对手的差距没有能够扩大,两者的营收额已经比较接近。

这是一场不对等的竞争,赛灵思面对的对手Intel实力远超自己,时间越长对其越加不利。

最后一点,FPGA的工艺已经进入7nm节点,生产成本大幅增加。国内某FPGA厂商负责人何辉(化名)认为,当FPGA的工艺继续进化,需要的资金量会越来越大,这时就要看公司能不能承受了。像赛灵思这样的公司一直在冲高端芯片市场,未来能否持续盈利,业界一直有怀疑的声音。

仔细分析赛灵思的业绩,也能看出这种疑问是有根据的。

2018年开始,赛灵思的营收有了飞跃式增长,利润却没有相应增长。从长期来看,技术进步的不确定性带给赛灵思更多的是风险。

尴尬处境

FPGA是一种很特殊的芯片,是由电路进行编程的芯片,可以通过软件手段更改、配置器件内部连接结构和逻辑单元,完成既定设计功能。

与全定制的ASIC(Application Specific Integrated Circuit专用集成电路)不同,FPGA属于半定制电路。理论上,如果FPGA提供的门电路规模足够大,通过编程可以实现任意ASIC和DSP(数字信号处理器)的逻辑功能。

由于可编程灵活性高、开发周期短,FPGA一直被希望能取代ASIC。实际上,其也占据不少ASIC的市场份额。但是,这场战斗至今没有真正的胜者。

一个很有意味的新闻是,诺基亚与博通公司达成合作,为其5G无线产品打造定制芯片组。原因是诺基亚希望加快其5G产品芯片从较昂贵的FPGA向定制半导体的转变。通信一向是FPGA的应用重镇,被ASIC侵入,说明其还远远没有绝对的控制能力。

在通信领域,FPGA主要用在基站收发器的基带中。5G时代来临,由于通道数的增加,计算复杂度随之增加,所用FPGA的规模也将增加。因为FPGA的定价与片上资源正相关,而收发器的主要成本和功耗由基带部分贡献,未来技术复杂度将再次推升收发器成本,FPGA的成本势必增高。对价格非常敏感的通信设备厂商因而再次将目光锁定了ASIC。

利空还不仅于此,FPGA本身的发展亦遇到了瓶颈。“如果FPGA还是沿用原来的那种架构技术,就是一味堆积逻辑资源,这条路已经快到尽头了。”国内另一家FPGA厂商负责人黄霖(化名)认为FPGA架构需要革新。

业界有种看法,认为FPGA不断堆积各种资源,越来越像ASIC。为了填补各种功能空缺,FPGA厂商仅靠自身也是不行的。

何辉就认为,FPGA里面需要的IP越来越多,现在只需要 SerDes、ADC或者是Arm核,这些都还比较简单。随着以后产品功能的丰富,IP继续增多,一家FPGA公司不可能自己全部来研发,肯定要与外部做融合。

赛灵思的ACAP就是各种计算架构融合的产物,不再是单纯的FPGA,其目标是成为一个“更主流的计算平台,和CPUGPU一样站在同等重要的基础计算设施的位置”。

这个宏大的理想离实现的那一天还很遥远。自身的局限决定FPGA还要屈居配角很多年:与CPU或GPU相比,FPGA的基本单元算力有限。与ASIC相比,FPGA的速度存在着不小的差距。

在当下最火热的数据中心领域,FPGA都是配合CPU一起使用,被称之为加速器。Intel采取的就是这种策略,以Xeon为代表的处理器搭配FPGA为核心的加速器,两者各司其职,协同作战。

赛灵思将战略中心也放在数据中心上面,其产品也以加速卡的形式出现。但是双拳难敌四手,如果想要更进一步,必须有CPU的配合。从这一点而论,与AMD联手是最为理想的。

值得注意的是,赛灵思和Intel占据了90%的市场份额,如果赛灵思被AMD收购,独立的FPGA大厂就所剩无几,FPGA这个独立的种类是否就会彻底边缘化呢?

收购:利好或利空

如果这次收购成功,后续会有怎样的状况?

这里,可以参照Intel对Altera的整合状况。收购之后,Intel陆续推出了一些重要产品,PSG部门业绩也在稳步增长。但是业内人士认为,这5年并不算特别成功。首先,该收购削弱了Altera作为纯FPGA厂商的发展能力,没有使其走上非常快速发展的道路。其次,FPGA加CPU这种大规模量产的整合类型产品,也还没有在Intel业务收入中扮演特别重要的一个角色。

“异构整合这条路并没有错,只是Intel收购Altera可能稍微早了一点。”黄霖认为,市场现在开始逐渐接受CPU+FPGA的产品组合,AMD的收购也许恰逢其时。

其实,无论对FPGA还是CPU、GPU,异构整合都是已经能看见的发展道路。尤其是SiP封装的崛起,更是为异构整合提供了坚定的技术基础。钰创科技董事长卢超群博士就曾表示,异构集成已成为21世纪系统级芯片的主流技术。

“如果这次收购不成功,赛灵思也可能会收购一些小型的CPU、AI芯片公司,继续异构整合这条道路。”黄霖推测。赛灵思此前收购国内AI芯片公司深鉴科技,就可视为这个战略中的一步。

技术路线的发展会是如此,到了市场层面,情况又有不同。

业内人士告诉集微网记者,Altera被收购之后,全线FPGA产品都出现涨价的情况。同时,由于市场聚焦的转变,部分中低端的碎片化市场也被释放出来,这就给了国内FPGA公司很多机会。

“如果AMD收购赛灵思以后,销售政策会有怎样的变化,对于买芯片的人有什么影响还都很难评估。但是,如果产品涨价,就会使得一些用户去选择国内厂商。”何辉判断。

近年来,国内FPGA市场发展迅猛。2018年时,国内FPGA市场规模为120亿元,预计到2023年,将有望达到460亿元的规模。即使赛灵思和Intel能释放一小部分市场空间,也将给国内厂商很大的成长机会。同时,国产FPGA产品也将在2020年开始,陆续进入28nm工艺节点,具备了替代两巨头中低端产品的条件。

但是,赛灵思和Altera相继被收购,还是带给国内厂商一些启示。如果异构融合是FPGA发展的终点,国内FPGA企业应该早做准备。

实际上,国内厂商也并非没有准备。“所谓的融合,按国内的说法就是借势取势,大家携手走合作共赢的一条路。实际上,我们最近也在琢磨这些问题,并开始朝这个方向努力了。”何辉表示。
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