FPGA：为什么选择Lattice ？

近年来，通信、工业物联网市场稳步发展，叠加数据中心、汽车电子、人工智能等新兴市场的崛起，给FPGA市场带来了持续的需求活力。

根据Markets and markets发布的数据显示，2023年全球FPGA市场价值为97亿美元，预计到2028年将达到191亿美元，2023~2028年的年复合增长率达到14.6%。

从供应链的角度来看，FPGA是一个相当成熟的产业，因为近年来该市场的主要供应商结构非常稳定，AMD（Xilinx）、Intel（Altera）、Lattice和Microchip的市占率加总常年超过90%。

不过，自从Altera和Xilinx相继被大厂Intel和AMD收购后，从战略层面出发，对中低端FPGA市场的关注度和发力都在减弱，尤其是在中端市场给后来者Lattice留下了不少进军空间。

当然，除了既有市场外，给Lattice带来机会的更多还是新兴市场，如AI、汽车电子等当下主流领域。

Lattice是全球FPGA出货量最大的公司

根据莱迪思半导体首席战略与营销官Esam Elashmawi的介绍：“过去的10年，全球FPGA器件销量约为50亿个，预计未来10年，全球对FPGA的需求将会达到100亿片，是过去10年全球FPGA器件销量总和的2倍。而Lattice是全球FPGA出货量最大的公司，目前Lattice为全球10，000+ 客户提供服务。”

图 | 莱迪思半导体首席战略与营销官Esam Elashmawi，来源：Lattice

究其原因，一方面得益于Lattice在低功耗FPGA领域深耕40多年下的产品优势，包括智能、低功耗、小尺寸和高性能、安全性高等；另一方面得益于其生态系统的完善，在重点市场配备了强大的支持团队，通过携手客户和生态伙伴带来更多创新和变革。

此外，在前面提到的中端市场方面，Lattice Avant的发布标志着Lattice进军中端FPGA市场，覆盖30亿美元的潜在市场，助力Lattice达成目标市场翻番的目标。

Esam Elashmawi透露：“2023年，在半导体行业下行周期中，Lattice的营收依然增长了12%左右，这非常难得。”

局部边缘AI，Lattice已经颇有成效

不管是Xilinx还是Altera，都不止一次地提及AI领域的蓬勃发展将给FPGA市场带来非常大的活力和机会。而Lattice也不例外，事实上Lattice很早就开始布局AI市场，并在2021年收购了一家AI软件公司Mirametrix。

在边缘人工智能领域，下游系统厂商正在寻找的是实时响应，因为边缘上的人工智能设备非常接近数据收集。在这一块，对比市场竞品，Lattice的FPGA产品不仅在性能、功率和连接性方面做得更好，而且在响应时间和低延迟方便也颇具竞争力。

基于产品和相应解决方案的优势，Lattice在AI领域开拓了不少新客户，比如之前联想或戴尔笔记本电脑上从未使用过FPGA，而近期他们开始使用Lattice 的FPGA产品。

当然，这只是一个小例子。关于AI领域的FPGA机会，莱迪思亚太区应用工程高级总监Frank Xie表示：“Lattice也在开发未来的人工智能应用，这是与硬件和软件一起出现的。我们希望在应用中使用一些硬件加速器，但仍然使用软件来提供安全性和灵活性。目前我们看到的工业发展趋势是关于传感器到云的连接，在工业系统中有很多传感器输入，这些传感器采用的又是不同种类的接口，如何将所有的视频数据加载到我们的设备中？这意味着我们需要有一种桥接功能的意识，它可以满足不同的接口要求。因为我们的服务是多协议支持，我们可以调整我们的服务协议，为客户提供与各种不同的工业连接标准互连的灵活性。但在支持相同协议的情况下，我们还必须更加关注小尺寸和功耗。”

图 | 莱迪思亚太区应用工程高级总监Frank Xie，来源：Lattice

此外，Frank Xie还提到，随着量子计算机的出现，以前被认为无懈可击的加密或认证算法面临着风险。这些算法之前之所以被视为安全，是因为它们需要大量的计算资源来破解，而这对于传统的计算机来说是不可行的。然而，随着量子计算机的出现，许多旧算法面临被轻易破解的威胁，因为量子计算机具有破解这些算法所需的计算能力。

随着时间的推移，这种脆弱性不断增加，因此Lattice需要专注于提升加密算法的灵活性，以应对这一挑战，这就是量子加密所涉及的内容。Frank Xie认为，通过快速的计算速度，Lattice能够简化系统设计，提升终端用户体验，并增强安全性和可靠性。

如今，Lattice在AI方面的投入已经颇具成效。Esam Elashmawi透露，2023年，Lattice在AI方面的收入已经超过了1亿美金。

Altera和Xilinx重塑中低端产品，或依然不是Lattice的对手

Lattice近年来的布局和动作都是相当积极的，自2019以来Lattice共推出七款系列产品。其中就包含前面提到的针对中端市场推出的全新低功耗中端Avant FPGA平台。

图 | Lattice FPGA产品矩阵，来源：与非网摄制

Esam Elashmawi表示：“与Nexus平台比，Avant容量达到500K逻辑单元，提升5倍，带宽提升10倍，计算性能提升30倍高。而与竞品相比，Avant的功耗更低、带宽更高、体积更小。”

这里简单介绍一下Avant FPGA平台：

• Avant-E

Avant-E FPGA旨在解决客户在网络边缘面临的一些关键挑战，拥有低功耗、小尺寸和高性能以及针对数据处理和AI等网络边缘应用需求量身定制的优化功能集

• Avant-G

针对中档应用的通用型FPGA，旨在通过提供无缝、灵活的接口桥接和优化的计算来实现系统可扩展性，满足更广泛的客户需求。莱迪思Avant-G器件提供领先的信号处理和AI、灵活的I/O，支持一系列系统接口，同时提供2400 Mbps的专用LPDDR4存储器接口

• Avant-X

Avant-X高级互连FPGA旨在实现高带宽和安全性，其功能集可根据客户对信号聚合和高吞吐量的需求量身定制。莱迪思Avant-X器件提供最高1 T/s的总系统带宽、带硬核DMA的PCIe® Gen 4控制器，以及用于加密动态用户数据的安全引擎，提供量子安全加密功能。

在近日举办的莱迪思2024未“莱”启迪新思客户技术交流大会上，可以看到Lattice Avant已经拥有不少下游用户，比如日本公司Glory在其金融产品，比如柜员系统、现金回收系统和智能兑币机等上面就采用了Avant系列产品。

当然，我们看到Xilinx和Altera都在宣布将重新聚焦于中小型FPGA，而不仅仅是构建大型FPGA。而Xilinx还在近日发布了spartan系列新品。

不过值得一提的是，spartan系列只是发布，暂时还没有可用的芯片，预计spartan系列真正有产品面世可能要等到明年。

那么，当Xilinx和Altera推出中小型FPGA产品时，是否会对Lattice渐入佳境的中端市场造成冲击呢？

图 | 主流中端FPGA与Avant系列功耗对比，来源：与非网摄制

对此，Esam Elashmawi表示：“低功耗是Lattice FPGA产品的DNA的一部分，再加上AI和安全，将是我们的竞争优势。此外，我们的Avant平台是针对客户需求专门定制的架构，而Xilinx或Altera这两家友商正在建造大型的FPGA，然后切割它，并称之为‘中端FPGA’，它不是专门构建的体系结构，从功耗和外形尺寸的角度来看，它的效率很低，但这是一种快速、简单的方式。”

换言之，Altera和Xilinx重塑中低端产品，或依然不是Lattice的对手。