3353
Future Market Insights（FMI）在《2023-2033年CPLD市场展望》中指出，2022年全球CPLD（复杂可编程逻辑器件）市场规模为5.923亿美元，预计2023年可达6.34亿美元，复合年增长率将达7.8%。2033年将增至13.35亿美元。
由于以Marocell（宏单元）为基本单元的CPLD可自定义并执行多个逻辑功能，工艺制程仅为微米级的CPLD正见证着来自多个行业的强劲需求。
30年CPLD经久不衰
CPLD是一种比PLD（可编程逻辑器件）更复杂的逻辑元件。PLD最早诞生于20世纪70年代。由于其硬件结构设计可由软件完成，就像盖好房子后再设计室内结构一样，其设计比纯硬件数字电路灵活性更强，但其过于简单的结构只能实现规模较小的电路。
为弥补PLD的缺陷，20世纪80年代中期出现了CPLD，目前已广泛应用于网络、仪器仪表、汽车电子、数控机床、航天测控设备中等。
事实上，CPLD是一种用户可根据各自需要自行构建逻辑功能的数字IC，主要由可编程I/O单元、基本逻辑单元、布线池和其它辅助功能模块构成。它基于EEPROM工艺，具有非易失特性，可重复写入。
CPLD架构
CPLD的基本设计方法是借助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言等方法生成相应的目标文件，通过在系统编程将代码传送到目标芯片中，实现数字系统设计。
世界上最大门数的CPLD来自Cypress公司（已被英飞凌收购），它采用0.18微米、六层金属工艺制造，应该说集成度并不高，但却已是这类器件所采用的最尖端工艺了。
为了提供更完整的SoC解决方案，CPLD更频繁地与MCU或CPU集成，除了数字逻辑功能外，现在单个器件还可以提供控制和处理能力。
由于对电池供电和低功耗解决方案的需求，CPLD的功率效率一直备受关注，制造商正试图通过优化CPLD架构使功耗最小化。
在安全方面，CPLD制造商正在为其产品增加更多安全措施，如安全引导和基于硬件的加密等功能，以防止篡改和不必要的访问。
多种因素推动CPLD需求
汽车电子产品的日益成熟，包括ADAS和车载信息娱乐，正在推动对CPLD的需求。例如，利用安装在车上的各种传感器（如雷达、摄像头和激光雷达等）来感知周围环境，实现实时监测和数据处理。这些传感器需要高性能的CPLD进行高速数据处理和逻辑控制，以确保ADAS的准确性和可靠性。
随着市场竞争加剧，电子产品更新换代速度越来越快，设计规范也经常发生变化。CPLD具有高度灵活性和可定制性，能够快速适应设计规范变化，满足不同产品需求和消费者个性化、差异化需求，还有助于提高产品的性能和可靠性，缩短研发周期，降低生产成本。
基站和网络基础设施等通信系统的复杂性也在推动CPLD的采用，以满足高速、高效的数据处理、信号转换和逻辑控制要求，并根据不同的通信标准和协议进行定制化开发，满足通信系统的特殊需求。
随着对电子设备能耗的持续注度，节能已成为电子设计必须考虑的重要因素。CPLD能够根据具体应用需求进行定制化开发，提高能源利用效率，还具有高速数据处理和信号处理能力，实现更加高效、可靠的电子系统控制和管理，进一步降低系统整体能耗。
诊断设备和可穿戴健康设备的创新也在推动CPLD的需求。越来越智能和精细化的设备需要高性能的CPLD进行高速数据采集/处理/转换/传输、逻辑控制、图像分析等。
至于CPLD市场的制约因素，主要有以下几方面：电子系统日益复杂，对CPLD的无缝集成提出了挑战；电源效率仍是CPLD面临的重大挑战，尤其是在电子系统需要更低功耗的情况下；在资源限制范围内，用CPLD满足复杂设计需求有一定难度；复杂应用中CPLD编程复杂性给设计者带来了开发时间和资源方面的挑战。
未来市场需求和趋势分析
紧凑和小型化电子设计，特别是IoT和边缘计算、可穿戴设备对CPLD的需求殷切。而将FPGA（现场可编程门阵列）和CPLD结合的混合解决方案越来越受欢迎。
通常，与CPLD相比，FPGA的优点包括：集成度更高，具有更复杂的布线结构和逻辑实现；布线灵活，但延时与系统布局、布线有关；细粒度结构，内部连线资源丰富，芯片的利用率较高；功耗较小。缺点包括：速度较慢；编程信息需存放在外部存储器上，使用复杂；保密性较差；价格较高。
随着电信、汽车和工业自动化等多个行业电子系统复杂性的升级，CPLD无需进行重大的硬件重新设计，成为快速原型设计和适应不断发展的标准的一个重要因素。
5G网络的推出和扩展为CPLD提供了支持基础设施，满足高速和低延迟的机会。另外，越来越多的开源硬件开发平台也在推动CPLD的广泛采用。同时，3D IC等制造技术的改进则在推动CPLD的发展，从而创造出更紧凑、更有效、容量更大的器件。
相比之下，到2033年，FPGA市场预计将以7.6%的CAGR增长。FPGA适应性强的硬件吸引了深度学习、神经网络和推理工作等应用，其将进一步推动目标市场的发展。随着对网络安全的日益重视，FPGA正被用于硬件级别的安全实现。
不同国家CPLD增长不一
从不同国家的预期增长来看，印度仍将是CPLD公司利润丰厚的市场，其CAGR为11.6%；中国和法国将分别达到10.2%和10.5%。
不同国家的预期增长
在消费市场蓬勃发展、不断加大数字化力度以及“印度制造”等政府举措推动下，印度的电子和半导体行业正在快速增长。为了加强印度在全球电子制造业中的地位，CPLD在满足可定制和快速部署的数字解决方案需求方面发挥了重要作用。印度正在推动医疗保健、金融和电信等行业的数字化转型，就越来越多地采用自动化、IoT和智能技术，为CPLD的显著增长创造了有利环境。
法国将CPLD作为设计定制数字电路的一个通用平台，不断增加研发活动，以满足航空航天、电信和汽车行业的各种需求。随着制造商对相关研发的投资，CPLD的应用将更加广泛。
随着中国继续作为全球制造业中心，CPLD在电子设计和定制中的关键作用正在上升。快速制作数字电路原型和调整数字电路的能力符合中国快速发展的电子市场的特点。伴随中国各行业越来越认识到可重构电子系统的优势，CPLD有望被广泛采用。
德国是工业4.0的全球领导者，强调智能制造，并将数字技术融入工业流程，对CPLD的需求可能也会飙升。CPLD具有适应性和可配置性，可编程解决方案可以定制自动化系统中的数字逻辑功能，有助于提高制造业的效率和灵活性。
美国CPLD市场的增长主要源于数字化快速渗透和电子设计的持续创新。CPLD为设计者提供了一个实现自定义逻辑功能的通用平台，以实现快速原型设计和迭代。美国企业都在寻求能适应新兴趋势方面具有灵活性的解决方案，CPLD恰恰可以发挥关键作用，能够快速高效地开发出产品，促进不同行业的电子创新。
哪类CPLD更受欢迎？
众所周知，EEPROM即使在电源关闭时也能保留存储的信息，因此非常适合数据持久性关键的应用。在CPLD中，EEPROM使器件能够通过电源循环保持其编程状态，在需要重新配置和定制的情况下尤其有利，有助于在电信、汽车和消费电子等行业广泛采用基于EEPROM的CPLD。2022年EEPROM CPLD的市场份额为62.4%，预计CAGR将达7.2%，而闪存CPLD的CAGR为8.7%。
从IC封装领域来看，TQFP封装CPLD预计将在2033年前占据主导地位，CAGR将达到9.8%，其中电信应用预计将以10.2%的CAGR激增。
TQFP具有紧凑而薄的外形，非常适合板空间非常宝贵的应用。在电子设备变得越来越紧凑和便携的时代，TQFP满足了对更小、更轻组件的需求。它有助于设计师将CPLD集成到空间受限环境中，如IoT设备、可穿戴设备和其它紧凑型电子系统。小型化、热性能和SMT兼容性的综合优势使TQFP CPLD具有最高的增长率。
不同封装CPLD占比
从消费电子到工业控制系统，许多应用通常需要具有适度数量宏单元的CPLD来执行所需的逻辑功能，以满足许多电子系统的复杂需求，同时与更多宏单元相比提供成本效益更高的解决方案。
从宏单元数量看，32个宏单元为设计者提供了足够的可编程逻辑元件来实现适度复杂的数字电路，其多功能性适应不同逻辑功能和不同行业的多种应用。因此，32个宏单元的灵活性和成本效益使其主导了市场。
32个宏单元配置实现了成本效益的平衡，吸引了寻求高效解决方案而不影响处理复杂数字设计能力的制造商和设计师。根据最新报告，2022年在目标细分市场其市场份额高达23.9%，并有望在2033年以6.8%的CAGR增长。
不同宏单元数占比
根据应用划分，电信领域是CPLD应用的领先市场。在5G技术出现、IoT设备普及以及对高速数据传输日益增长的需求推动下，电信网络正在经历重大变革。
从基站到路由器和交换机，CPLD都能开发可定制的解决方案，经过微调以优化性能并适应不断发展的电信标准。随着电信行业继续突破连接和数据速度的界限，预计该行业对CPLD的需求将大幅增长。
根据应用划分的CPLD占比
CPLD市场格局已定
CPLD市场的主要参与者优先考虑的是持续技术创新，包括开发具有改进的性能、更低的功耗和增强的功能的产品，以满足各种应用不断发展的需求。产品创新方面，主要是增加可编程性、更高性能和提高能效等特性。
主要参与者都在通过战略合作增强能力，加快创新，扩大产品组合，同时希望利用全球对CPLD日益增长的需求向新兴市场扩张。例如，2022年6月，Lattice扩大了与AMI的合作伙伴关系，以确保下一代服务器和数据中心平台的安全。2023年7月，Microchip投资3亿美元扩大其在印度的业务，旨在进一步完善研发设施。
另外，就是通过并购具有互补技术或知识产权的公司，增强整体能力，巩固市场份额，消除竞争，实现规模经济。这方面的案例堪称教科书，全球前三CPLD/FPGA公司Altera、Xilinx和Lattice都在美国，前两家分别被英特尔和AMD收购。
2016年，中芯国际与美国私募股权亚太资本拟收购Lattice，遭美国政府否决。2018年，美国私募股权绿洲控股以18亿美元完成对Lattice收购。3家公司最终都花落美国，目前占据了60%以上的市场份额。
其他公司中Cypress和Atmel分别被英飞凌和Microchip收购，还剩下一个Quicklogic，还有国内的一些小公司，收购机会在CPLD领域已基本不复存在。未来，竞争将在几家头部公司间上演。
下载ECAD模型
