在《西游记》里，孙悟空依靠菩提老祖传授的七十二变在西天取经路上斩妖降魔，成为很多人童年时心里的大英雄，甚至还有人幻想过自己也拥有七十二变的法力。说到底，《西游记》只是一个神话故事，在现实生活中哪有什么能变来变去的？

其实在芯片界，有一种芯片能够根据人们的需要，变成任何一种芯片，可谓是“芯片届”的孙悟空”。这种芯片就是FPGA芯片，也被业内人士称为“万能芯片”。

对于FPGA芯片的解释，非专业人士很难看懂。简单来说呢，就是一种可以有可自主逻辑编程的芯片，人们可以根据自己的需要改变FPGA芯片的逻辑结构。像一般的芯片都是在出厂之前就设定好了功能、程序，生产出来后就不能改了；而FPGA芯片的功能，是出厂后由用户来决定的，给予了用户很大的自主权。

作为万能芯片，FPGA远比传统的集成电路更灵活，对比中央处理器CPU也具有更高的性能，因此当前在物联网、航天航空等高新技术领域，都能见到FPGA芯片的身影。

一、什么是FPGA芯片？

什么是FPGA芯片？这是一个非常专业的问题，收集了很多资料，因为太过专业了，看得也是似懂非懂的。作为股票投资来说，我们大概理解里面的意思就行了，把专业性的解释贴过来，也没几个懂的，所以，我们就浅尝辄止，用通俗易懂的文字，把它解释清楚就行了。

FPGA芯片可以把它叫做“可编程芯片”、“半定制化芯片”和“万能芯片”等。传统芯片都是全定制的，设计好了出成品，就定死了这些功能，不能做更改，如果要更改的话，那就得重新设计生产，但是，FPGA芯片最大的特点是芯片的具体功能是在制造完成以后由用户配置决定，所以才被称之为“可编程芯片”。

打个比喻：其它芯片是一个玩具模型，比如熊玩具，就是熊的模样，球就是球的形状，不能改变。但是，FPGA芯片呢，它是乐高积木玩具，玩家可以用不同的积木拼成各种各样的玩具模型。这么理解的话，你就知道FPGA芯片是个啥了。

二，为什么要分析FPGA芯片？

为什么我们要单独和大家讲FPGA芯片呢？因为这个芯片功能强大、应用广泛，还有很关键的一点，这个芯片技术含量非常高，前期投入巨大，进入门槛也非常高，一旦形成优势之后，很难被超越，遵循强者恒强的规律。

虽然FPGA芯片的市场并不算大，但是，绝对是寡头垄断市场。

根据Frost&Sullivan 统计，全球FPGA芯片市场规模由2017年的58.3亿美元增长至2020年的75.5亿美元，预计2025年将达到125.2亿美元。中国FPGA 市场从2016 年约65.5 亿元增长至2020 年约150.3 亿元、年均复合增长率约为23.1%，且预计到2025 年中国FPGA 市场规模将达到约332.2 亿元。

从出货量来看，2019 年中国市场排名前三的供应商分别为Xilinx、Altera 和Lattice，这三者共占据93%的市场份额。

全球FPGA芯片的市场份额，前四家公司占据了全球95%的市场，前两家公司占据了86%的市场。

赛灵思美国的公司，AMD有意向收购赛灵思，也是美国的公司。AItera已经被因特尔收购，同样是美国公司。所以，全球FPGA芯片基本上被美国公司垄断。因为FPGA芯片的高技术含量和门槛，导致这一块我们的处境也是非常危险的，在中美科技争端不断升级的背景下，国产FPGA芯片厂家就显得尤为重要了。

国产替代的市场规模还是很大的，因为涉及这一块的公司并不多，进入者困难，2019年我们国产厂商也就占据4%的国内市场份额，国产替代想象空间是非常大的。

三、外企全面领先，中国憾失先手

20世纪80年代，为了尽快摆脱经济困境，国家曾不得已下马了一批投入高昂、运作周期长、收益难以确定的科研项目。导致众多早在60年代就立项的国产半导体项目，在这个时期，陷入了停滞。

然而，也刚好是在80年代，半导体产业在发达国家进入到了第二个发展高峰期！

1985年，赛灵思（Xlinx）创始人Ross Freeman在美国加利福尼亚圣何塞市，制造出了世界上第一枚FPGA芯片，标志着研究攻关十多年的可编程逻辑器件，正式步入商品化阶段。而直到2005年，中国才开始对FPGA的立项研究。

就起步而言，我国和发达国家（主要是美国）存在至少20年的差距。具体来说，这种差距体现在两个方面：

1、技术积累方面

全球两大FPGA芯片巨头——赛灵思（Xlinx）与阿尔特拉（Altera），拥有近9000项技术专利，专利范围几乎涵盖了FPGA芯片从指标逻辑单元到线程工艺的所有方面。后来者想要入局FPGA研发，只能绕路走。

2、市场占有方面

FPGA产业尽显马太效应，由赛灵思（Xlinx）、阿尔特拉（Altera）、莱迪思(Lattice)、Actel、Achronix为首的五家美国企业，几乎占据FPGA芯片全球市场份额的100%。直到2019年，美企在我国FPGA芯片的市占率依然高达97%。

四、FPGA芯片的市场应用有哪些？

要了解FPGA芯片的市场应用，我们需要知道FPGA芯片的优势。

第一，FPGA芯片可以变成任何你想要的芯片，所以叫万能芯片。

第二，它是硬件可编程，比如声卡编程可以变成显卡使用。

第三，各个硬件逻辑可以同时工作，不受干扰，大幅提升数据处理效率和延迟率，这一块在5G、人工智能、无人驾驶和云计算上具有非常明显的优势。比特币的挖矿机都是用FPGA芯片。

第四，它一个芯片可以控制很多个单元，比如机器人的手臂关键的操作，通过FPGA芯片就可以全部控制，这是为AI时代而生的一个特种芯片。

第五，相比于（ASIC）芯片来说，它有非常强的成本优势。

ASIC叫做专用集成线路芯片，什么意思呢？比如收音机，以前是用通用芯片配合很多的分立器件在电路板上完成的，ASIC可以把这些东西都融合在一个芯片里面来解决，这样就提高了整体的性能和稳定性，同时，也减少了产品的体积。但是，ASIC芯片是非常贵的，那就意味着设计一个专用集成线路的成本是非常高的。

按照传统芯片的设计模式，如果你做出一个样品来之后，流片不成功，要做修改，那就只能重新从头到尾再走一遍。到晶圆厂流片一次成本非常高，几十万。用FPAG芯片做的话，你要重新修改ASIC芯片的话，只需要重新在FPGA芯片上做一次编程就行了，这就是成本优势。

了解了FPGA芯片的优势，下游应用就比较清楚了：挖矿机、5G通信、人工智能、工业自动化、汽车智能化、云计算等行业对FPGA芯片的需求不断提升，下游市场应用前景非常广阔，而且都是目前最前沿的科技领域应用。

有个消息大家可能没有重视，因为不懂，也不知道这里面的价值在哪里。去年，恒生电子对外宣布，FPGA极速行情系统支持沪深双市场，为投资者提供纳秒级解码的低延时服务，实测全链路时延1.3微秒，并已经在国金证券首家落地。这其中就体现出FPGA芯片在应用端的绝对优势了。

五、国产FPGA开始实现替代

虽然起步晚，但受益于庞大的技术人才储备和半导体市场需求，在短短十几年的发展中，中国已成功培育出多家FPGA研发企业，如深圳紫光同创、上海安路科技、广州高云半导体等等。

同时，作为FPGA领域的领军企业，华为也开发出了FPGA云平台，为全球人工智能、大数据等领域的专家，提供颠覆式的开发模式。

在诸多国产品牌的努力下，截至2021年，外企在我国的市占率已经从最初的100%下降到不足90%，其中仅安路科技一家，就成功夺回了6%的国内份额。

而被台媒誉为“国产FPGA芯片龙头企业”的紫光同创，也顺利度过投资集中期，2021年实现营收7.82亿元，净利润从2020年的亏损0.26亿元扭转为盈利0.41亿元。

相信随着产业需求的不断扩大，FPGA芯片的国产替代率会继续攀升。

文章来源：迪哥说财经，野武士财经，股事每日侃