【編者按】2024年，集成電路行業(yè)在變革與機遇中持續(xù)發(fā)展。面對全球經(jīng)濟的新常態(tài)、技術(shù)創(chuàng)新的加速以及市場需求的不斷變化，集成電路企業(yè)如何在新的一年里保持競爭力并實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展？為了深入探討這些議題，《集微網(wǎng)》特推出展望2025系列報道，邀請集成電路行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，分享過去一年的經(jīng)驗與成果，展望未來的發(fā)展趨勢與機遇。
本期企業(yè)視角來自：廣東高云半導(dǎo)體科技股份有限公司（以下簡稱“高云半導(dǎo)體”）
半導(dǎo)體市場顯強勁復(fù)蘇勢頭
2024年，盡管經(jīng)濟表現(xiàn)疲軟，但半導(dǎo)體行業(yè)整體復(fù)蘇回暖明顯，處于新一輪增長周期的起點。根據(jù)美國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會（SIA）發(fā)布的數(shù)據(jù)，2024年全球半導(dǎo)體行業(yè)市場規(guī)模將達到5345億美元至6202億美元之間，同比增長率在17%左右，顯示出強勁的市場復(fù)蘇勢頭。
全球人工智能、高效能運算（HPC）需求的爆發(fā)式增長，極大地帶動了相關(guān)算力、存儲芯片的市場需求。此外，智能可穿戴設(shè)備、智能家居等新興消費電子產(chǎn)品的技術(shù)改進和生態(tài)構(gòu)建，也成為半導(dǎo)體市場增長的重要動力。
從全球市場來看，F(xiàn)PGA市場主要由AMD（Xilinx）和Altera兩家主導(dǎo)，但國產(chǎn)FPGA廠商占據(jù)的市場份額在逐年攀升，也有越來越多的國產(chǎn)FPGA公司開始開拓海外市場。高云半導(dǎo)體是國產(chǎn)FPGA公司出海的第一家，從2019年就開始布局海外市場，目前在日韓、歐美地區(qū)都設(shè)立了銷售網(wǎng)點，在海外也取得了不少成績和口碑。
從工藝技術(shù)來看，國產(chǎn)FPGA大部分還是處于28/22nm的工藝節(jié)點，落后國外FPGA廠商1~2代產(chǎn)品，也正在向16/12nm工藝邁進，相信在明后年將會看到新的產(chǎn)品面世。另外從邏輯資源來看，國產(chǎn)廠商也在從中低密度向高密度邁進，高集成度的SoC FPGA芯片將是發(fā)展趨勢。
對于過去的一年，高云半導(dǎo)體一直堅持技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)市場發(fā)展，一方面堅持正向設(shè)計，不斷攀越更高的工藝設(shè)計，從55nm到22nm，乃至向12nm發(fā)展；另一方面緊貼市場，提早布局新型市場的產(chǎn)品，如汽車、人工智能、機器人、新消費市場等。
展望未來，高云半導(dǎo)體指出，F(xiàn)PGA產(chǎn)品在以下幾個市場會有增長：
一是工業(yè)市場，隨著工業(yè)4.0發(fā)展，受益于工業(yè)智能化、數(shù)字化的發(fā)展趨勢，工業(yè)領(lǐng)域不斷提升的精確控制需求及越來越多的協(xié)議/標(biāo)準(zhǔn)并存正在驅(qū)動 FPGA 的成長，如馬達控制、工業(yè)相機、儀器儀表、工業(yè)機器人、高端裝備、工業(yè)通信、半導(dǎo)體測試設(shè)備等都是拉動FPGA增長的應(yīng)用方向。
二是汽車市場，新能源汽車依然是FPGA應(yīng)用的一個重要市場，高云FPGA已成功應(yīng)用到國內(nèi)多家知名車企，覆蓋智能座艙、車身、動力及自駕系統(tǒng)。
三是消費市場，搭載AI的消費終端產(chǎn)品，如手機、AI PC、AI眼鏡，以及體驗類消費產(chǎn)品，如AR/VR、投影儀、3D打印機，游戲機等，也是FPGA的重要增長方向。
邊緣AI為FPGA帶來顯著機遇
2024年，F(xiàn)PGA行業(yè)市場競爭非常激烈，價格內(nèi)卷，為企業(yè)發(fā)展帶來了不小挑戰(zhàn)，具體表現(xiàn)在兩個方面。
一是在經(jīng)濟環(huán)境下行周期，消費市場疲軟的情況，終端客戶對供應(yīng)商都提出了成本控制的挑戰(zhàn)。
面對這種情況，高云半導(dǎo)體一方面提高內(nèi)部的運營生產(chǎn)管理，從物料、生產(chǎn)、檢測、質(zhì)量等方面做精細化管理，降低內(nèi)部運營成本；一方面加強洞察市場及客戶的需求，研發(fā)更具差異化創(chuàng)新的產(chǎn)品，提高原型驗證效率，縮短客戶產(chǎn)品上市時間。
另外一個核心挑戰(zhàn)就是產(chǎn)品的設(shè)計與研發(fā)能力。從技術(shù)能力而言，國際廠商有比較深厚的技術(shù)積累，國產(chǎn)FPGA在邏輯單元數(shù)、性能、功耗等方面還需要努力追趕。另外EDA工具、IP核資源方面相對匱乏，限制了FPGA的設(shè)計能力和應(yīng)用范圍。FPGA設(shè)計需要高度專業(yè)化的知識和技能，而國內(nèi)FPGA專業(yè)人才相對短缺。因此，高云十分重視人才培養(yǎng)及梯隊建設(shè)，與眾多知名高校展開合作，出版FPGA專業(yè)書籍，建立聯(lián)合實驗室，以培養(yǎng)專業(yè)人才。公司研發(fā)投入和技術(shù)實力也相當(dāng)可觀，目前高云大多芯片集成的核心IP模塊均為自研，整個軟件流程實現(xiàn)自主可控，擁有近200個自研IP，展現(xiàn)了研發(fā)團隊卓越的芯片設(shè)計能力。
此外，隨著生成式AI的爆發(fā)式發(fā)展，AI在終端上的全面滲透帶來機遇。未來，大模型將牽引AI，從數(shù)字世界走向物理世界，在手機、PC、智能汽車、機器人等智能終端落地，全面開啟大模型的端側(cè)AI時代，處理器芯片、AI芯片、SoC芯片、存儲芯片等將迎來巨大的機會。
同時，作為計算底層支持的芯片也面臨各種挑戰(zhàn)，既要在架構(gòu)上更快速、更靈活地適配各種AI模型，應(yīng)對帶寬、存儲的新挑戰(zhàn)，也要滿足終端產(chǎn)品低功耗、安全性、輕量化的市場要求。高云半導(dǎo)體表示，從算力和功耗等角度來看，F(xiàn)PGA在AI推理尤其是邊緣端的推理應(yīng)用中具有獨特優(yōu)勢，邊緣AI的發(fā)展將為FPGA市場帶來顯著增長。在邊緣AI，F(xiàn)PGA可以把多路信號數(shù)據(jù)進行整合預(yù)處理，加速計算，主要應(yīng)用在機器視覺、圖像識別、語音識別等場景，機器人、AI PC、AI眼鏡、智能汽車將是未來邊緣端的重要載體。
車規(guī)芯片累計出貨超500萬顆
盡管2024年汽車半導(dǎo)體增長放緩，但隨著新能源汽車的智能化和電動化進程加速，汽車半導(dǎo)體長期需求依然強勁。
高云半導(dǎo)體指出，這將給高性能功率半導(dǎo)體芯片（如IGBT、SiC等）、各類傳感器芯片、計算芯片以及通信芯片帶來巨大的增長機會；同時，從政策方面，穩(wěn)定安全有韌性的供應(yīng)鏈?zhǔn)菄鴥?nèi)汽車半導(dǎo)體行業(yè)的一項戰(zhàn)略目標(biāo)，將加速汽車半導(dǎo)體國產(chǎn)替代進程。
從半導(dǎo)體技術(shù)來講，汽車半導(dǎo)體將朝著更高性能、更低功耗和更小尺寸的方向發(fā)展，汽車芯片架構(gòu)集成度會更高，Chiplet技術(shù)將會在車規(guī)SoC芯片更好的應(yīng)用；新型半導(dǎo)體材料（如SiC、GaN等）具有更高的性能、更低的功耗和更好的熱穩(wěn)定性，也將推動汽車半導(dǎo)體在功率轉(zhuǎn)換、能量管理等方面的應(yīng)用。
高云汽車產(chǎn)品在小蜜蜂、晨熙、Arora-V每個系列都有相應(yīng)的車規(guī)產(chǎn)品，邏輯資源覆蓋1K，2K，4K，9K，15K，18K，25K，60K，138K。2024年11月，高云Arora-V產(chǎn)品系列第一顆車規(guī)芯片——GW5A-LV25PG256A0 芯片通過了 AEC-Q100（Grade1）認(rèn)證，這標(biāo)志著高云已開啟 Arora V 22nm 產(chǎn)品家族汽車認(rèn)證與應(yīng)用的序幕，22nm 不同邏輯容量（15K，25K，60K，138K）車規(guī)產(chǎn)品，也將在2025年陸續(xù)推出市場。截止2024年11月，車規(guī)FPGA芯片出貨量已超過500萬顆。
在車規(guī)芯片質(zhì)量可靠性方面，高云車規(guī)FPGA芯片除了通過硬件級別的AEC-Q100認(rèn)證外，還通過軟件級別的汽車功能安全和道路安全的認(rèn)證，今年5月，高云半導(dǎo)體獲得了萊茵頒發(fā)的 ISO 26262 & IEC 61508功能安全雙標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品認(rèn)證證書。
