FPGA(现场可编程门阵列)作为半定制化集成电路的核心品类,凭借其可编程特性在数字电路设计领域占据独特地位。与传统 ASIC(专用集成电路)相比,FPGA 可由用户根据实际需求进行编程配置,实现不同电路功能,具有 "万能积木" 般的灵活性。这种灵活性使其在产品开发周期、成本控制以及应对多样化应用场景需求上具有显著优势,尤其在通信、工业控制、汽车电子、数据中心等对电路功能迭代速度要求高的领域发挥关键作用。
2025 年,全球 FPGA 市场规模预计突破 120 亿美元,中国市场贡献率超过 35%。中国 FPGA 市场规模达到 130.54 亿元,在全球范围来看,市场很大一部分收入来自北美(2022 年为 35.39%)。FPGA 行业正处于快速发展阶段,5G 基站建设、人工智能推理边缘化、汽车电子智能化成为核心驱动力,工业自动化与数据中心升级需求进一步推高 FPGA 渗透率。
全球 FPGA 市场长期被国际巨头垄断,形成了相对稳定的竞争格局。2025 年,AMD(Xilinx)占据全球 FPGA 市场 58% 的份额,Intel(Altera)占据 25% 的份额,两家合计占据 83% 的全球市场,在高端 FPGA 市场几乎形成垄断。Lattice 等其他厂商占据剩余 12% 的市场份额。
从市场表现来看,尽管受到行业周期影响,2024 年 AMD 嵌入式部门(以 FPGA 为主)营收 36 亿美元(同比降 33%),英特尔 Altera 营收 15.4 亿美元(同比降 46.5%),Lattice 2024 年收入 5.09 亿美元(同比降 31%)。这些国际巨头在技术工艺、产品性能、软件工具以及系统解决方案等方面具有全面优势,构筑了较高的行业进入壁垒。
中国 FPGA 市场呈现出独特的发展路径和特点。2025 年国产 FPGA 全球市占率约 9%,预计 2025 年突破 15%。从 2023 年的 18% 提升至 2025 年的 35%,国产 FPGA 在中国市场的渗透率显著提升。然而,在高端市场,尤其是数据中心、AI 加速等领域,国产 FPGA 占比仍不足 5%,高端市场仍高度依赖进口。
中国 FPGA 产业发展历程可分为三个阶段:早期技术引进阶段、自主研发起步阶段和快速发展阶段。2011 年安路科技成立,2013 年紫光同创成立,标志着中国 FPGA 产业进入自主研发阶段。2020 年安路科技推出 28nm 产品,2020 年紫光同创推出 28nm 产品,2024 年复旦微电完成 1xnm FinFET 工艺 FPGA 样片测试,进入客户验证阶段,标志着中国 FPGA 产业进入快速发展期。
中国 FPGA 市场已形成较为明确的梯队格局,其中紫光同创、复旦微电、安路科技三家上市企业构成第一梯队,在技术实力、市场份额和品牌影响力方面领先于其他厂商。
紫光同创(Pango Micro):作为中国 FPGA 领域的领军企业,紫光同创于 2013 年成立,2020 年推出 28nm 产品,2025 年推出 PG2K100 多核异构 SoPC 和 PG2T160H 高性能 FPGA,支持车规级应用。其产品线丰富,包括 Titan 系列(国产首款千万门级 FPGA,28nm 工艺,支持 500MHz 主频、5.0Gbps SERDES、PCIe Gen2x4)、Logos 系列(LUT5 结构,集成 ADC、DDR3 等资源)和 Compa 系列(CPLD 产品)。紫光同创的技术优势在于工艺成熟(28nm 量产),支持高速接口(如 PCIe Gen3、DDR4),软 / 硬件生态相对完善,提供 EDA 工具(PDS)、IP 核及评估板。在市场份额方面,紫光同创在中国 FPGA 市场占有率约为 12.3%,位列本土厂商第一。
复旦微电(Fudan Micro):复旦微电自 2004 年开始进行 FPGA 研发,布局相对较早,2018 年率先推出 28nm 亿门级 FPGA,2025 年完成 1xnm FinFET 工艺 FPGA 样片测试,进入客户验证阶段。其 FPGA 产品主要应用于高可靠等特定领域,如军工、医疗等。复旦微电的亿门级 FPGA 采用 28nm 工艺,支持 10 亿门逻辑规模,集成硬核 ARM 与 AI 加速模块,用于通信与医疗设备。同时,复旦微电自主研发了 Procise EDA 工具,这是国内首款全流程 EDA 软件,但 IP 库与国际工具存在差距。复旦微电在 FPGA 市场占据约 7.6% 的份额,在军工和高可靠性领域具有显著优势。
安路科技(AN Logic):安路科技成立于 2011 年,2020 年推出 28nm 产品,是 A 股首家 FPGA 领域上市公司。其产品线包括高性能系列(SALPHOENIX®)、高效能系列(SALDRAGON®)、低功耗系列(SALELF®)和系统芯片系列(SALSWIFT® FPSoC®)。安路科技自主研发了全流程 FPGA 专用 EDA 工具 TangDynasty 以及面向 FPSoC 芯片的 FutureDynasty 集成开发环境。安路科技的 FPSoC 产品在边缘计算领域表现突出,如 MYC-YM90X 核心板支持工业级宽温环境。在市场份额方面,安路科技在中国 FPGA 市场占据约 9.8% 的份额,位列本土厂商第三。2024 年,安路科技推出 PHOENIX 系列高性能 FPGA 芯片,进入中兴通讯供应链,替代国际竞品。
除第一梯队外,高云半导体、京微齐力、中科亿海微等厂商也在国产 FPGA 市场中占据一定份额,形成了第二梯队。
高云半导体(Gowin):高云半导体的 Arora-V 系列采用 22nm 工艺,车规级产品通过 AEC-Q100 认证,在车规、物联网等领域有应用。其产品线包括 Arora-V 系列(22nm 工艺,支持 12.5Gbps SERDES、AI 运算 DSP,逻辑规模 138K LEs)、GW1N 系列(非易失性 FPGA,内嵌 Cortex-M3 与 USB PHY)和 GW2A 系列(55nm SRAM 工艺,支持 LVDS 与 B-SRAM)。高云半导体的技术优势在于非易失性架构(Flash 存储),无需外部配置芯片,启动速度快,车规级产品已批量应用于车载电子,供货稳定性高。2025 年,高云半导体在工业控制领域实现 19.6% 的年增长率,成为增长最快的本土 FPGA 厂商之一。
京微齐力:京微齐力的产品在航空航天领域应用广泛,抗辐射设计能力突出。其产品线包括 HME-H 系列(集成 Cortex-M3 与 FPGA,支持 MIPI 接口,用于视频桥接与智能设备)和 HME-P 系列(40nm 工艺,6.5Gbps SERDES,支持 PCIe 与 DDR3,面向高性能计算)。京微齐力的技术优势在于抗辐射设计,在航空航天领域具有不可替代的地位。
中科亿海微:中科亿海微有中科院背景,在抗辐射与高可靠性领域技术领先,其亿海神针系列可直接替换 Xilinx Spartan-6,兼容性强。产品线包括亿海神针系列(40nm 工艺,逻辑规模 9K~130K LEs,支持光纤放大器控制与工业自动化)。中科亿海微正在推进 14nm 工艺 FPGA 研发,有望缩小与国际差距。
尽管中国 FPGA 厂商取得了长足进步,但与国际巨头相比,仍存在多方面的技术差距。
工艺节点差距:国际厂商已量产 7nm 以下 FPGA(如 Xilinx Versal),而国产主流仍为 28nm,虽然复旦微电、中科亿海微等正在推进 14nm/7nm 工艺研发,但尚未实现量产。技术差距导致国产 FPGA 在逻辑密度(国际最高 3.78M LEs)、功耗(国际低至 0.5W)、集成度(如 HBM 内存)上存在明显劣势。
产品性能差距:在关键性能指标上,国产 FPGA 与国际产品仍有差距。例如,安路科技 FPGA 最高逻辑规模为 138K LEs,而 Xilinx Virtex UltraScale + 达到 3.78M LEs;在高速接口方面,国产 FPGA 的 SERDES 速率一般为 12.5Gbps,而国际产品已达到 56Gbps 以上。
EDA 工具差距:EDA 工具是 FPGA 开发的核心,国际厂商拥有功能强大、易用性高的开发工具,如 Xilinx Vivado。而国产 EDA 工具(如紫光 PDS、复旦 Procise、安路 TangDynasty)在功能完整性、易用性和性能上与国际工具存在差距,开发效率较低。
生态系统差距:国际厂商拥有庞大的 IP 核库、成熟的开发工具链和丰富的应用解决方案,而国产 FPGA 的 IP 核生态相对薄弱,第三方支持不足,开发门槛较高。
尽管存在这些差距,中国 FPGA 厂商通过差异化竞争在特定领域形成突破。例如,高云半导体在工业控制领域已获得 15% 的国内市场份额,安路科技在低功耗 PLD 领域拿下 9.8% 份额。同时,国产 FPGA 在供应链安全方面具有优势,在军工、通信等敏感领域避免外部供应链风险。
中国 FPGA 产业发展受到国家战略层面的高度重视和大力支持,政策环境持续优化,为产业发展提供了强有力的保障。
国家战略规划:"十四五" 集成电路产业规划明确将 FPGA 列为重点突破方向,国家大基金二期已向相关企业投入超过 50 亿元资金。2025 年至 2030 年,国家大基金三期计划投入 50 亿元专项支持 FPGA 产业链,重点投向 EDA 工具、IP 核和测试封装等关键环节。这些资金支持为中国 FPGA 企业提供了宝贵的研发资源,加速了技术突破和产品迭代。
国产化政策:政府优先采购国产 FPGA 产品,要求通信、能源等关键领域国产化率 2025 年达 50%。在党政机关采购中,国产化率已超 50%,华为、紫光同创中标占比达 68%。这一政策直接拉动了国产 FPGA 的市场需求,为本土厂商提供了稳定的市场空间。
税收优惠政策:研发费用加计扣除比例提高至 200%(原为 75%),FPGA 企业年度研发投入超 1 亿元的可申请额外 10% 的补贴。企业所得税 "两免三减半" 政策(FPGA 企业自盈利年度起,前两年免征所得税,第三至五年按 12.5% 征收)和进口设备关税豁免(用于 28nm 及以下制程的 EDA 工具、光刻机等设备进口关税全免)进一步降低了企业研发成本,提高了盈利能力。
地方政府支持:各地方政府也出台了一系列支持政策。例如,无锡市规定企业采购国产 FPGA 芯片可获 30% 成本补贴,单个项目最高 500 万元;FPGA 工程师落户无锡可获 50 万元安家费,企业引进团队最高奖励 1000 万元。上海张江科学城设立 "FPGA 创新中心",提供免费流片服务(中芯国际 28nm 线),降低中小企业研发成本。这些地方政策形成了从中央到地方的多层次支持体系,有效推动了 FPGA 国产化进程。
FPGA 凭借其可编程特性,在多个领域得到广泛应用。2025 年,FPGA 应用领域呈现多元化发展趋势,通信基础设施、工业自动化、汽车电子和数据中心成为最主要的应用领域。
通信基础设施领域:在 5G 基站建设中,FPGA 因其灵活可重构特性被广泛应用于基带处理和射频前端,预计到 2027 年全球 5G 基站 FPGA 市场规模将达到 28.5 亿美元,中国占据约 35% 的份额。2025 年,通信领域(含 5G 基础设施)占中国 FPGA 市场的 35.2%,是最大的应用领域。紫光同创的 Titan 系列 FPGA 已在中兴通讯等通信设备厂商中实现规模化应用,替代部分进口产品。此外,卫星互联网的发展也为 FPGA 带来了新的增长点,推动通信 FPGA 芯片迭代周期缩短至 18 个月。
工业自动化领域:工业场景成为 FPGA 增长最快的应用领域,2025 年全球工业 FPGA 市场规模预计达 28 亿美元。中国工业机器人密度提升至 450 台 / 万人,直接拉动 FPGA 用量。在这一领域,国产 FPGA 已取得显著突破。高云半导体在工业控制领域获得 15% 的国内市场份额,安路科技的 SALPHOENIX 系列在工业控制领域表现突出。智能制造对实时控制的需求推动多核 FPGA 方案普及,国产 FPGA 在电力系统监控领域已取得 32% 的份额替代。
汽车电子领域:汽车电子成为 FPGA 应用的新兴增长点,单车 FPGA 价值从 2020 年的 9 美元跃升至 2025 年的 34 美元。车规级 FPGA 需求年复合增长率预计达 34.5%,成为下一个兵家必争之地。智能座舱与 ADAS 系统采用 FPGA+ASIC 混合架构,国内前装市场 FPGA 渗透率突破 60%。国产 FPGA 厂商积极布局这一领域,紫光同创的 FPGA 已通过车规级认证,安路科技的 SALDRAGON 系列集成 ARM/RISC-V 处理器,适用于汽车电子领域。高云半导体的 Arora-V 系列车规级产品通过 AEC-Q100 认证,已应用于车载电子系统。
数据中心领域:数据中心 FPGA 市场规模快速增长,2025 年占中国 FPGA 市场的 22.8%。AI 推理加速方面,FPGA 凭借低延迟和高能效优势,在边缘计算场景渗透率持续提升,2025 年 AI 推理用 FPGA 芯片市场规模预计突破 12 亿美元,年增长率保持在 25% 以上。2024 年阿里云和腾讯云采购的 FPGA 加速卡数量同比激增 170%,主要用于 AI 推理和视频转码,单卡配置 48 颗高端 FPGA 的解决方案已成为云服务商标配。国产 FPGA 在这一领域相对薄弱,但安路科技已推出支持 AI 加速的 FPSoC 产品,开始在边缘计算领域布局。
新兴应用领域:除上述主要领域外,FPGA 在多个新兴领域也展现出广阔前景。在医疗电子领域,PLD 器件在便携式超声设备中的渗透率 2025 年预计达 27%,主要解决动态重构与低功耗的矛盾需求。量子计算原型机研发带动低温 FPGA 需求,2024 年该细分市场规模已达 8.7 亿元。RCS 富媒体通信的普及催生新型网络加速需求,运营商级 FPGA 加速卡采购量在 2024 年同比激增 152%。这些新兴应用为 FPGA 市场带来了新的增长点,也为国产 FPGA 厂商提供了差异化竞争的机会。