FPGA：為什么選擇Lattice ？

近年來，通信、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場穩(wěn)步發(fā)展，疊加數(shù)據(jù)中心、汽車電子、人工智能等新興市場的崛起，給FPGA市場帶來了持續(xù)的需求活力。

根據(jù)Markets and markets發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2023年全球FPGA市場價值為97億美元，預(yù)計到2028年將達(dá)到191億美元，2023~2028年的年復(fù)合增長率達(dá)到14.6%。

從供應(yīng)鏈的角度來看，F(xiàn)PGA是一個相當(dāng)成熟的產(chǎn)業(yè)，因為近年來該市場的主要供應(yīng)商結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，AMD（Xilinx）、Intel（Altera）、Lattice和Microchip的市占率加總常年超過90%。

不過，自從Altera和Xilinx相繼被大廠Intel和AMD收購后，從戰(zhàn)略層面出發(fā)，對中低端FPGA市場的關(guān)注度和發(fā)力都在減弱，尤其是在中端市場給后來者Lattice留下了不少進(jìn)軍空間。

當(dāng)然，除了既有市場外，給Lattice帶來機(jī)會的更多還是新興市場，如AI、汽車電子等當(dāng)下主流領(lǐng)域。

Lattice是全球FPGA出貨量最大的公司

根據(jù)萊迪思半導(dǎo)體首席戰(zhàn)略與營銷官Esam Elashmawi的介紹：“過去的10年，全球FPGA器件銷量約為50億個，預(yù)計未來10年，全球?qū)PGA的需求將會達(dá)到100億片，是過去10年全球FPGA器件銷量總和的2倍。而Lattice是全球FPGA出貨量最大的公司，目前Lattice為全球10，000+ 客戶提供服務(wù)?！?/p>

圖 | 萊迪思半導(dǎo)體首席戰(zhàn)略與營銷官Esam Elashmawi，來源：Lattice

究其原因，一方面得益于Lattice在低功耗FPGA領(lǐng)域深耕40多年下的產(chǎn)品優(yōu)勢，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態(tài)系統(tǒng)的完善，在重點(diǎn)市場配備了強(qiáng)大的支持團(tuán)隊，通過攜手客戶和生態(tài)伙伴帶來更多創(chuàng)新和變革。

此外，在前面提到的中端市場方面，Lattice Avant的發(fā)布標(biāo)志著Lattice進(jìn)軍中端FPGA市場，覆蓋30億美元的潛在市場，助力Lattice達(dá)成目標(biāo)市場翻番的目標(biāo)。

Esam Elashmawi透露：“2023年，在半導(dǎo)體行業(yè)下行周期中，Lattice的營收依然增長了12%左右，這非常難得。”

局部邊緣AI，Lattice已經(jīng)頗有成效

不管是Xilinx還是Altera，都不止一次地提及AI領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展將給FPGA市場帶來非常大的活力和機(jī)會。而Lattice也不例外，事實上Lattice很早就開始布局AI市場，并在2021年收購了一家AI軟件公司Mirametrix。

在邊緣人工智能領(lǐng)域，下游系統(tǒng)廠商正在尋找的是實時響應(yīng)，因為邊緣上的人工智能設(shè)備非常接近數(shù)據(jù)收集。在這一塊，對比市場競品，Lattice的FPGA產(chǎn)品不僅在性能、功率和連接性方面做得更好，而且在響應(yīng)時間和低延遲方便也頗具競爭力。

基于產(chǎn)品和相應(yīng)解決方案的優(yōu)勢，Lattice在AI領(lǐng)域開拓了不少新客戶，比如之前聯(lián)想或戴爾筆記本電腦上從未使用過FPGA，而近期他們開始使用Lattice 的FPGA產(chǎn)品。

當(dāng)然，這只是一個小例子。關(guān)于AI領(lǐng)域的FPGA機(jī)會，萊迪思亞太區(qū)應(yīng)用工程高級總監(jiān)Frank Xie表示：“Lattice也在開發(fā)未來的人工智能應(yīng)用，這是與硬件和軟件一起出現(xiàn)的。我們希望在應(yīng)用中使用一些硬件加速器，但仍然使用軟件來提供安全性和靈活性。目前我們看到的工業(yè)發(fā)展趨勢是關(guān)于傳感器到云的連接，在工業(yè)系統(tǒng)中有很多傳感器輸入，這些傳感器采用的又是不同種類的接口，如何將所有的視頻數(shù)據(jù)加載到我們的設(shè)備中？這意味著我們需要有一種橋接功能的意識，它可以滿足不同的接口要求。因為我們的服務(wù)是多協(xié)議支持，我們可以調(diào)整我們的服務(wù)協(xié)議，為客戶提供與各種不同的工業(yè)連接標(biāo)準(zhǔn)互連的靈活性。但在支持相同協(xié)議的情況下，我們還必須更加關(guān)注小尺寸和功耗?！?/p>

圖 | 萊迪思亞太區(qū)應(yīng)用工程高級總監(jiān)Frank Xie，來源：Lattice

此外，F(xiàn)rank Xie還提到，隨著量子計算機(jī)的出現(xiàn)，以前被認(rèn)為無懈可擊的加密或認(rèn)證算法面臨著風(fēng)險。這些算法之前之所以被視為安全，是因為它們需要大量的計算資源來破解，而這對于傳統(tǒng)的計算機(jī)來說是不可行的。然而，隨著量子計算機(jī)的出現(xiàn)，許多舊算法面臨被輕易破解的威脅，因為量子計算機(jī)具有破解這些算法所需的計算能力。

隨著時間的推移，這種脆弱性不斷增加，因此Lattice需要專注于提升加密算法的靈活性，以應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，這就是量子加密所涉及的內(nèi)容。Frank Xie認(rèn)為，通過快速的計算速度，Lattice能夠簡化系統(tǒng)設(shè)計，提升終端用戶體驗，并增強(qiáng)安全性和可靠性。

如今，Lattice在AI方面的投入已經(jīng)頗具成效。Esam Elashmawi透露，2023年，Lattice在AI方面的收入已經(jīng)超過了1億美金。

Altera和Xilinx重塑中低端產(chǎn)品，或依然不是Lattice的對手

Lattice近年來的布局和動作都是相當(dāng)積極的，自2019以來Lattice共推出七款系列產(chǎn)品。其中就包含前面提到的針對中端市場推出的全新低功耗中端Avant FPGA平臺。

圖 | Lattice FPGA產(chǎn)品矩陣，來源：與非網(wǎng)攝制

Esam Elashmawi表示：“與Nexus平臺比，Avant容量達(dá)到500K邏輯單元，提升5倍，帶寬提升10倍，計算性能提升30倍高。而與競品相比，Avant的功耗更低、帶寬更高、體積更小。”

這里簡單介紹一下Avant FPGA平臺：

• Avant-E

Avant-E FPGA旨在解決客戶在網(wǎng)絡(luò)邊緣面臨的一些關(guān)鍵挑戰(zhàn)，擁有低功耗、小尺寸和高性能以及針對數(shù)據(jù)處理和AI等網(wǎng)絡(luò)邊緣應(yīng)用需求量身定制的優(yōu)化功能集

• Avant-G

針對中檔應(yīng)用的通用型FPGA，旨在通過提供無縫、靈活的接口橋接和優(yōu)化的計算來實現(xiàn)系統(tǒng)可擴(kuò)展性，滿足更廣泛的客戶需求。萊迪思Avant-G器件提供領(lǐng)先的信號處理和AI、靈活的I/O，支持一系列系統(tǒng)接口，同時提供2400 Mbps的專用LPDDR4存儲器接口

• Avant-X

Avant-X高級互連FPGA旨在實現(xiàn)高帶寬和安全性，其功能集可根據(jù)客戶對信號聚合和高吞吐量的需求量身定制。萊迪思Avant-X器件提供最高1 T/s的總系統(tǒng)帶寬、帶硬核DMA的PCIe? Gen 4控制器，以及用于加密動態(tài)用戶數(shù)據(jù)的安全引擎，提供量子安全加密功能。

在近日舉辦的萊迪思2024未“萊”啟迪新思客戶技術(shù)交流大會上，可以看到Lattice Avant已經(jīng)擁有不少下游用戶，比如日本公司Glory在其金融產(chǎn)品，比如柜員系統(tǒng)、現(xiàn)金回收系統(tǒng)和智能兌幣機(jī)等上面就采用了Avant系列產(chǎn)品。

當(dāng)然，我們看到Xilinx和Altera都在宣布將重新聚焦于中小型FPGA，而不僅僅是構(gòu)建大型FPGA。而Xilinx還在近日發(fā)布了spartan系列新品。

不過值得一提的是，spartan系列只是發(fā)布，暫時還沒有可用的芯片，預(yù)計spartan系列真正有產(chǎn)品面世可能要等到明年。

那么，當(dāng)Xilinx和Altera推出中小型FPGA產(chǎn)品時，是否會對Lattice漸入佳境的中端市場造成沖擊呢？

圖 | 主流中端FPGA與Avant系列功耗對比，來源：與非網(wǎng)攝制

對此，Esam Elashmawi表示：“低功耗是Lattice FPGA產(chǎn)品的DNA的一部分，再加上AI和安全，將是我們的競爭優(yōu)勢。此外，我們的Avant平臺是針對客戶需求專門定制的架構(gòu)，而Xilinx或Altera這兩家友商正在建造大型的FPGA，然后切割它，并稱之為‘中端FPGA’，它不是專門構(gòu)建的體系結(jié)構(gòu)，從功耗和外形尺寸的角度來看，它的效率很低，但這是一種快速、簡單的方式?！?/p>

換言之，Altera和Xilinx重塑中低端產(chǎn)品，或依然不是Lattice的對手。