现场可编程门阵列(FPGA)市场规模和份额
Mordor 智力现场可编程门阵列(FPGA)市场分析
现场可编程门阵列市场规模在2025年达到100.8亿美元,预计到2030年将扩大至162.3亿美元,复合年增长率为10.00%。边缘人工智能推理在超大规模数据中心的快速采用、向5克开放无线电架构的迁移,以及汽车和航空航天电子设备中对部署后可重构性需求的增长为市场带来了明显的动力。[1]AMD, "From Invention 到 人工智能 Acceleration," amd.com 高端设备继续支撑收入,然而中端和低端产品快速增长,因为设计团队将FPGA技术推向成本敏感的工业、物联网和消费系统。亚太地区成为最大的制造基地和增长最快的需求中心,受益于电动汽车动力总成和新空间星座。在英特尔同意剥离Altera后,竞争强度增加,重塑了供应商动态,而出口管制刺激了中国的平行国内发展。更紧张的300毫米晶圆厂产能和向≤16纳米节点的昂贵转型也迫使供应商优先考虑高利润率应用和与台积电及三星的长期晶圆预订。
关键报告要点
- 按配置划分,高端设备在2024年以66.5%的现场可编程门阵列市场份额领先,而中端和低端设备预计到2030年将以11.2%的复合年增长率增长。
- 按架构划分,基于SRAM的设备在2024年占据55.4%的收入份额;基于闪存的产品由于较低的静态功耗预算而有望实现最快增长。
- 按技术节点划分,20-90纳米细分市场在2024年占现场可编程门阵列市场规模的49.3%,而≤16纳米细分市场预计在2025-2030年期间将以15.1%的复合年增长率前进。
- 按地理位置划分,亚太地区在2024年占收入的39.3%,并有望到2030年以17.1%的复合年增长率扩张。
- 按终端市场划分,数据中心和云应用在2024年占现场可编程门阵列市场规模的29.2%;汽车ADAS和电气化预计到2030年将以13.4%的复合年增长率扩张。
全球现场可编程门阵列(FPGA)市场趋势和洞察
驱动因素影响分析
| 驱动因素 | (~)%对复合年增长率预测的影响 | 地理相关性 | 影响时间线 |
|---|---|---|---|
| 超大规模数据中心中的边缘人工智能推理需求 | +2.8% | 全球,集中在北美和亚太地区 | 中期(2-4年) |
| 5克 ORAN转变要求无线电中的可重编程逻辑 | +2.1% | 全球,由北美、欧洲、亚太地区领导 | 中期(2-4年) |
| ASIC/SoC收缩周期(≤7纳米)的快速原型需求 | +1.7% | 全球,集中在北美和亚太地区 | 短期(≤2年) |
| 汽车功能安全合规性(ISO 26262) | +1.4% | 全球,由欧洲、北美、中国领导 | 长期(≥4年) |
| 新空间星座的抗辐射设计 | +0.9% | 全球,由北美、欧洲领导 | 长期(≥4年) |
| 中国电动汽车动力总成OEM采用eFPGA进行电机控制 | +0.6% | 亚太地区,主要是中国 | 中期(2-4年) |
| 来源: Mordor Intelligence | |||
超大规模数据中心中的边缘AI推理需求
超大规模运营商部署FPGA来加速人工智能推理,一旦延迟和功耗预算开始超过原始吞吐量要求。AMD的Versal 人工智能 边缘 Gen 2设备比第一代产品提供高达3倍的TOPS每瓦,实现实时视觉分析同时控制运营费用。Achronix报告在运行大型语言模型时相比GPU替代方案有200%的成本和功耗优势,凸显了FPGA在内存限制工作负载中的效率。这一转变释放了分布式计算模型,其中推理处理更接近数据源,缓解带宽约束和数据主权风险。领先FPGA系列中封装上HBM和硬化人工智能引擎的集成加强了它们在云边缘拓扑中的地位。因此,现场可编程门阵列市场在超大规模资本支出计划中找到了持久的增长支柱。
5G ORAN转变要求无线电中的可重编程逻辑
开放无线接入网络倡议推动运营商采用供应商无关的无线电单元,这些单元可以通过软件升级而不是整体更换来演进。英特尔的Agilex产品组合使用10纳米SuperFin技术提供软件定义无线电,以更低的总拥有成本适应新的5克发布。Lattice 半导体通过提供零信任安全和分解网络实时加密的参考堆栈来补充该硬件。AMD的Zynq RFSoC DFE相比之前的设备性能每瓦翻倍,让运营商能够在紧凑、功耗受限的无线电头中支持多频段操作。灵活逻辑缩短了部署周期,这是运营商混合专用5克、固定无线接入和毫米波服务时的关键因素。这种灵活性为现场可编程门阵列市场在电信基础设施中获得了新的量增机会。
ASIC/SoC收缩周期(≤7纳米)的快速原型需求
新工艺引入之间的时间降至24个月以下,增加了设计错误的惩罚。在订购3纳米成本超过1000万美元的掩膜之前,芯片团队使用大型FPGA来验证时序、功耗和接口行为。Achronix在台积电7纳米上出货Speedster7t设备,为下一代SoC的现实仿真提供多TB带宽。台积电即将推出的A16全环栅节点承诺再提升10%的性能和降低20%的功耗,但也增加了验证复杂性,巩固了FPGA平台作为流片期间去风险工具的地位。这种做法从服务器级加速器扩展到混合信号汽车和工业ASIC,扩大了现场可编程门阵列市场在半导体设计流程中的足迹。
汽车功能安全合规性(ISO 26262)
先进驾驶辅助和电动汽车动力总成需要满足ASIL d完整性目标的实时、确定性控制。AMD提供TÜV sÜd认证的设计流程和IP,在满足ISO 26262和IEC 61508要求的同时缩短开发时间。Microchip的Libero SoC套件在PolarFire和SmartFusion 2系列中携带类似的TÜV Rheinland证书,为一级供应商提供安全关键逻辑的第二来源。斯巴鲁选择Versal 人工智能 边缘 Gen 2为下一代EyeSight视觉提供动力,增强了OEM对任务关键感知自适应计算的信心。汽车中的长产品生命周期使每个设计获胜的终身收入倍增,支持现场可编程门阵列市场的长期扩张。
约束条件影响分析
| 约束条件 | (~)%对复合年增长率预测的影响 | 地理相关性 | 影响时间线 |
|---|---|---|---|
| 美欧对华高性能FPGA出口管制 | -1.8% | 全球,对中美贸易影响集中 | 短期(≤2年) |
| 300毫米晶圆厂产能分配波动性 | -1.2% | 全球,集中在亚太晶圆厂枢纽 | 中期(2-4年) |
| 相比专用ASIC的更高静态功耗 | -0.7% | 全球,涵盖所有终端市场 | 长期(≥4年) |
| 来源: Mordor Intelligence | |||
美欧对华高性能FPGA出口管制
新的工业和安全局规则在2023年底取消了向中国出货先进FPGA的民用豁免,限制了适用于人工智能或军用的设备。[2]Federal Register, "Additional Export 控制," federalregister.gov 这一转变迫使AMD-Xilinx和Intel-Altera暂停或许可筛选许多订单,减少了近期单位量。中国供应商如高云和潘戈寻求缩小差距,但在设计工具、IP和先进工艺获取方面的障碍限制了立即替代。跨国客户将敏感生产移出中国或重新设计系统以符合非美国设备资格,分割了此前全球化的供应链。由此产生的不确定性对现场可编程门阵列市场造成压力,直到新的贸易规范稳定。
300毫米晶圆厂产能分配波动性
先进FPGA制造集中在台积电和三星,它们的产能决策经常偏向高产量的智能手机应用处理器或GPU加速器。当人工智能芯片需求激增时,中等产量FPGA产品的晶圆位紧张,交货时间延长。供应商进行多年存款或寻求次级来源,增加了营运资本需求。时间表风险使需要长期可用性的汽车和工业客户的产品发布路线图复杂化。尽管两家晶圆厂都宣布了积极的扩张计划,但新节点的良率学习和地缘政治选址决定使供应保持脆弱,对现场可编程门阵列市场造成持续约束。
细分市场分析
按配置:高端主导地位面临成本压力
高端设备在2024年占现场可编程门阵列市场份额的66.5%,反映了它们在数据中心加速和5克基础设施中的核心作用。这些平台通常超过100万逻辑单元,具有溢价平均售价,但提供GPU无法获得的确定性延迟,在安全关键的航空航天和金融科技工作负载中保持吸引力。中端和低端设备展现出到2030年11.2%的复合年增长率,因为Lattice等制造商出货具有硬化人工智能引擎的成本优化部件,满足边缘计算预算。设计工具变得更直观,让嵌入式工程师无需硬件背景即可采用可配置逻辑。
价值主张随着AMD推出Spartan UltraScale+而演变,其功耗降低30%且具有无与伦比的I/O数量,从上方攻击中端市场。同时,模块供应商提供预验证板,抽象引脚规划和PCB布局,缩短设计周期。这些转变预期将压缩层间定价差距,尽管当新的人工智能或网络标准出现时,只有顶级节点硅能够满足时,高端设备仍占现场可编程门阵列市场规模的多数。
按架构:SRAM霸主地位受到功效挑战
基于SRAM的解决方案在2024年拥有55.4%的收入,并展现11.8%的复合年增长率前景,这得益于无限重编程周期和深厚的软件生态系统。然而,基于闪存的变体在可穿戴设备和汽车远程信息处理中获得关注,其中瞬时启动行为至关重要。Microchip的RT PolarFire达到MIL-标准-883 B级,提供比等效SRAM部件低50%的功耗,同时耐受100 krad辐射。反熔丝平台在防务航电中保持细分市场,其中一次性可编程性消除篡改风险。
软件可移植性正在缩小历史障碍,因此设计师现在可以基于功耗和安全性而不是工具熟悉度进行选择。新兴的异构架构将SRAM结构与片上非易失性域集成,提供两全其美的选择。虽然SRAM设备将继续领导现场可编程门阵列市场收入,但闪存和反熔丝产品应在低功耗和恶劣环境部署中占据更大份额。
按技术节点:先进节点推动创新
20-90纳米类别在2024年占现场可编程门阵列市场份额的49.3%,平衡了良率成熟度和成本。然而,≤16纳米类别正朝着15.1%的复合年增长率前进,因为人工智能推理、相干互连和112G SerDes需求只有先进节点才能提供的逻辑密度。AMD将选定的Spartan和Versal产品线迁移到16纳米,将成本效率与现代收发器相结合。台积电的A16全环栅路线图承诺在性能每瓦方面再上一个台阶,供应商计划将其用于PCIe 6.0和CXL 3.1使能产品。
在≥90纳米,传统工业控制和军事改造偏爱稳定供应链而非原始速度,使该节点保持活跃但在萎缩。移至10纳米以下增加了掩膜和EDA成本负担,只有最大的供应商才能承受,提高了竞争门槛。这种动态可能使现场可编程门阵列市场围绕具有规模来获得昂贵晶圆和开发可重定向软件堆栈的参与者进行整合。
按终端市场:汽车电气化加速采用
数据中心和云运营商通过利用可重构加速器进行人工智能推理和网络虚拟化,在2024年占现场可编程门阵列市场规模的29.2%。汽车应用,包括ADAS视觉和逆变器控制,预计到2030年将以13.4%的复合年增长率攀升,因为OEM嵌入可配置逻辑以满足快速演变的安全和电机控制算法。Achronix的嵌入式FPGA IP让汽车制造商为定制SoC添加后期功能,这是在长车辆平台内高度重视的灵活性。
电信因开放RAN无线电寻求多频段敏捷性而保持活跃。工业自动化和机器人依靠确定性电机控制环路,其中FPGA替代传统DSP。航空航天和国防增长集中在低地球轨道卫星的抗辐射逻辑。可穿戴设备、测试仪器和医疗成像代表了受益于低功耗个性化计算的年轻垂直行业。用途的广泛性强调现场可编程门阵列市场继续在周期性宏观环境中扩张。
地理分析
亚太地区以2024年39.3%的收入主导现场可编程门阵列市场,并显示到2030年17.1%的复合年增长率前景。中国推动半导体自主可控,以电动汽车驱动和卫星载荷中的国内创新者为代表,拉动了大量FPGA需求。台湾和韩国提供先进制造,而日本专门从事汽车模块和工厂自动化子系统。Lattice在浦那开设研发中心后,印度的设计服务部门取得进展,扩大了工程人才库。[3]Lattice 半导体, "Full Year 2024 Results," latticesemi.com
北美保持在数据中心基础设施、高可靠性航空航天和EDA软件方面的领导地位。超大规模运营商将大量资本预算导向自适应加速器以管理人工智能服务成本,确保该地区的强劲采购份额。出口许可审查塑造了发货模式,但也促进了对现场可编程门阵列市场支持的先进封装和奥萨特产能的国内投资。
欧洲依靠德国的汽车供应链和北欧电信设备供应商。ISO 26262合规性刺激了车内使用,而能源转型项目创造了对低损耗功率转换器的需求。欧盟数字十年政策鼓励有利于可重构性的主权边缘计算平台。尽管南美和中东、非洲今天占较小份额,但5克基础设施和工业现代化的增长潜力应在预测期间提升它们的贡献。
竞争格局
现场可编程门阵列市场仍然集中,AMD-Xilinx和Intel-Altera在2024年仍产生大部分收入。英特尔在2025年4月决定以87.5亿美元向Silver Lake出售Altera 51%的股权,旨在加速独立投资并聚焦高端加速细分市场。AMD庆祝40年FPGA出货并强调超过30亿累计单位,利用其Versal和Spartan系列满足边缘人工智能和安全关键需求。
Lattice 半导体凭借低功耗Nexus和Avant平台获得牵引力,在生成式人工智能和机器人技术中获得创纪录设计胜利。Achronix在嵌入式FPGA IP和多TB网络中占据份额,而Microchip通过收购Neuronix 人工智能 Labs来优化PolarFire设备上的稀疏性感知神经网络,加强了其存在。[4]Microchip 技术, "Acquires Neuronix 人工智能 Labs," microchip.com 迅速的 硅和其他初创公司推出开源工具链,对传统设计套件施加价格压力。
战略联盟比晶体管数量本身变得更加重要。Lattice与NVIDIA合作为边缘人工智能推理提供参考堆栈,AMD通过Vitis统一编程流程保持同步。供应商还投资于小芯片就绪封装和UCIe互连标准,让客户能够在通用基板上组装异构系统。这种生态系统举措预期将定义现场可编程门阵列市场的未来成功,如同原始逻辑密度一样重要。
现场可编程门阵列(FPGA)行业领导者
-
先进的 微 设备, Inc.
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Lattice 半导体 Corporation
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QuickLogic Corporation
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Intel Corporation
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Achronix 半导体 Corporation
- *免责声明:主要玩家排序不分先后
最近的行业发展
- 2025年6月:AMD庆祝40年FPGA创新,引用在汽车和航空航天边缘人工智能平台上超过30亿累计出货量 AMD。
- 2025年5月:Lattice 半导体报告2025年第一季度收入1.201亿美元,在生成式人工智能、机器人技术、汽车ADAS和边缘人工智能中获得创纪录设计胜利。
- 2025年4月:英特尔同意以87.5亿美元向Silver Lake出售Altera 51%股权,创造最大独立FPGA供应商。
- 2025年3月:AMD推出面向成本敏感边缘用途的Spartan UltraScale+系列,声称功耗降低30%和领先的I/O。
全球现场可编程门阵列(FPGA)市场报告范围
FPGA是预制硅器件,可在现场电气编程成为几乎任何类型的数字电路或系统。它们是由可编程互连链接的可配置逻辑块(CLB)阵列。制造后,它们可以重新编程以满足所需应用或功能的需求。
现场可编程门阵列(FPGA)市场按配置(高端FPGA、中端FPGA/低端FPGA)、架构(基于SRAM的FPGA、基于反熔丝的FPGA、基于闪存的FPGA)、终端用户行业(它和电信、消费电子、汽车、工业、军事和航空航天、其他终端用户行业)、地理位置(北美[美国、加拿大]、欧洲[德国、英国、法国、其他欧洲]、亚太地区[中国、日本、印度、韩国、其他亚太地区]、拉丁美洲[巴西、阿根廷、墨西哥、其他拉丁美洲]、中东和非洲[阿联酋、沙特阿拉伯、南非、其他中东和非洲])进行细分。所有上述细分市场的市场规模和预测均以美元价值提供。
| 高端FPGA |
| 中端/低端FPGA |
| 基于SRAM的FPGA |
| 基于闪存的FPGA |
| 反熔丝FPGA |
| ≥90纳米 |
| 20-90纳米 |
| ≤16纳米 |
| 数据中心和云计算 |
| 电信和5G基础设施 |
| 汽车(ADAS、电气化) |
| 工业自动化和机器人 |
| 航空航天和国防(航电、卫通) |
| 消费电子和可穿戴设备 |
| 测试、测量和医疗设备 |
| 北美 | 美国 | |
| 加拿大 | ||
| 欧洲 | 德国 | |
| 英国 | ||
| 法国 | ||
| 意大利 | ||
| 北欧(瑞典、挪威、芬兰、丹麦) | ||
| 其他欧洲 | ||
| 亚太地区 | 中国 | |
| 台湾 | ||
| 日本 | ||
| 韩国 | ||
| 印度 | ||
| 东盟 | ||
| 其他亚太地区 | ||
| 南美 | 墨西哥 | |
| 巴西 | ||
| 阿根廷 | ||
| 其他南美 | ||
| 中东和非洲 | 中东 | 沙特阿拉伯 |
| 阿联酋 | ||
| 土耳其 | ||
| 其他中东 | ||
| 非洲 | 南非 | |
| 其他非洲 | ||
| 按配置 | 高端FPGA | ||
| 中端/低端FPGA | |||
| 按架构 | 基于SRAM的FPGA | ||
| 基于闪存的FPGA | |||
| 反熔丝FPGA | |||
| 按技术节点 | ≥90纳米 | ||
| 20-90纳米 | |||
| ≤16纳米 | |||
| 按终端市场 | 数据中心和云计算 | ||
| 电信和5G基础设施 | |||
| 汽车(ADAS、电气化) | |||
| 工业自动化和机器人 | |||
| 航空航天和国防(航电、卫通) | |||
| 消费电子和可穿戴设备 | |||
| 测试、测量和医疗设备 | |||
| 按地理位置 | 北美 | 美国 | |
| 加拿大 | |||
| 欧洲 | 德国 | ||
| 英国 | |||
| 法国 | |||
| 意大利 | |||
| 北欧(瑞典、挪威、芬兰、丹麦) | |||
| 其他欧洲 | |||
| 亚太地区 | 中国 | ||
| 台湾 | |||
| 日本 | |||
| 韩国 | |||
| 印度 | |||
| 东盟 | |||
| 其他亚太地区 | |||
| 南美 | 墨西哥 | ||
| 巴西 | |||
| 阿根廷 | |||
| 其他南美 | |||
| 中东和非洲 | 中东 | 沙特阿拉伯 | |
| 阿联酋 | |||
| 土耳其 | |||
| 其他中东 | |||
| 非洲 | 南非 | ||
| 其他非洲 | |||
报告中回答的关键问题
现场可编程门阵列市场的当前价值是多少?
该市场在2025年价值100.8亿美元,预计到2030年将达到162.3亿美元。
哪个地区增长最快?
由于电动汽车动力总成和新空间卫星需求,亚太地区预计到2030年将以17.1%的复合年增长率扩张。
为什么FPGA在边缘人工智能推理中受到青睐?
相比GPU,它们提供更高的性能每瓦和确定性延迟,这改善了超大规模运营商的总拥有成本。
出口管制将如何影响市场?
美欧对华高性能设备的限制可能削减近期出货量,促使中国企业加速国内替代方案。
哪个配置细分市场前进最快?
中端和低端设备预计将以11.2%的复合年增长率增长,因为成本优化平台到达工业和物联网应用。
≤16纳米工艺节点对FPGA的意义是什么?
它们实现更高的逻辑密度和PCIe 6.0等先进接口,这对人工智能推理和5克基带处理至关重要。
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