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新一代FPGA平臺開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目可行性研究報告
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 復(fù)旦微電    2023-04-29

1、項目基本情況

本項目擬開發(fā)基于 1xnm FinFET 先進制程的新一代 FPGA，面向計算機視覺、機器學習、高速數(shù)字處理等應(yīng)用場景，針對智能座艙、視頻監(jiān)控、醫(yī)學影像、網(wǎng)絡(luò)通信等行業(yè)領(lǐng)域，提供低成本、低功耗、高性能、高可靠性的產(chǎn)品系列。

項目完成后，將豐富公司的現(xiàn)場可編程門陣列產(chǎn)品系列譜系，滿足人工智能和數(shù)字通信對新一代 FPGA 產(chǎn)品的市場需求，進一步提高公司的市場地位和綜合競爭力。

2、項目實施背景及必要性

（1）FPGA 技術(shù)向更高性能和更大容量等方向迭代

一般 FPGA 采用更高速電路設(shè)計、更先進工藝制程、系統(tǒng)級封裝形式、復(fù)雜異構(gòu) SoC 系統(tǒng)等方式，持續(xù)向高帶寬、高容量、高密度、高集成度、低功耗方向發(fā)展。

隨著系統(tǒng)對數(shù)據(jù)吞吐量的要求越來越高，用于海量數(shù)據(jù)處理的高端 FPGA必須具有高帶寬，因此要求 FPGA 不僅要提升數(shù)據(jù)總線帶寬，還要能夠?qū)?shù)據(jù)通路進行流水線處理，帶來提高時鐘頻率、降低延時、高速數(shù)據(jù)接口等一系列要求。工藝制程是 FPGA 技術(shù)迭代的基礎(chǔ)，因此，新一代 FPGA 需要采用更高制程，降低邏輯模塊之間的互聯(lián)延時，增加邏輯規(guī)模和 DSP、RAM、I/O 等資源的容量，集成更高工作頻率和運算速度的 DSP，以及 PCIe、SerDes、DDR 等高速接口 IP。

高時鐘頻率的運行帶來過高功耗，因此性能功耗比成為重要的技術(shù)指標，反映出器件在單位功耗下所能提供的計算能力。本項目擬開發(fā)基于 1xnm FinFET 先進制程的新一代 FPGA，通過設(shè)計優(yōu)化實現(xiàn)最佳的性能功耗比，采用扇出型和 2.5D先進封裝提高容量，集成了豐富的 DSP 等資源，具有高性能、低延時、高吞吐量的并行運算能力，在市場需求不斷變化的情況下，能夠在性能和成本間取得平衡，彌補專用集成電路在靈活性、擴展性上的不足。

（2）人工智能和數(shù)字通信市場對 FPGA 需求旺盛

FPGA 常用于處理復(fù)雜、多維信號，運行時無需占用系統(tǒng)內(nèi)存，適合需要靈活配置的定點運算。FPGA 在數(shù)字通信中具有廣泛的應(yīng)用，在有線通信領(lǐng)域主要用于接入、傳送、路由器、交換機等設(shè)備，在無線通信領(lǐng)域主要用于基站等無線通信設(shè)備的射頻信號處理。FPGA 也是一種重要的 AI 芯片，一般部署在云端和邊緣端。隨著 ChatGPT 的重大突破，人工智能技術(shù)將逐漸在各行各業(yè)深入融合和廣泛應(yīng)用。

根據(jù) Grand View Research 數(shù)據(jù)，2022 年全球人工智能市場規(guī)模為1,365.5 億美元。預(yù)計 2030 年市場規(guī)模將達到 18,117.5 億美元，年均復(fù)合增長率為 37.3%。海量數(shù)據(jù)的產(chǎn)生和算法模型的發(fā)展，帶來對計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)三大資源的快速需求。

根據(jù) IDC 預(yù)測，2026 年全球數(shù)據(jù)總量將達到 221,000EB，年均復(fù)合增長率為 21.2%。AI 芯片主要包括 GPU、FPGA、ASIC。根據(jù) PrecedenceResearch 數(shù)據(jù)，2022 年全球 AI 芯片市場規(guī)模為 168.6 億美元，預(yù)計 2032 年市場規(guī)模將達到 2274.8 億美元，年均復(fù)合增長率為 29.72%。異構(gòu)計算將成為 AI 服務(wù)器算力的主流趨勢，充分利用不同架構(gòu)處理器的特點解決算力瓶頸，因此，智能算力中 GPU、FPGA、ASIC 的搭載率均會上升。

根據(jù) VerifiedMarketResearch數(shù)據(jù)，2021 年全球 FPGA 市場規(guī)模為 70.6 億美元，預(yù)計到 2030 年市場規(guī)模將達到 221.0 億美元，年均復(fù)合增長率為 15.12%。

3、項目實施可行性

公司是國內(nèi) FPGA 領(lǐng)域技術(shù)較為領(lǐng)先的公司之一。公司 FPGA 產(chǎn)品線已成功突破了超大規(guī)模 FPGA 架構(gòu)、可編程器件編譯器、多協(xié)議超高速串行收發(fā)器、異構(gòu)智算架構(gòu)、高可靠可編程器件、超大規(guī)?？删幊唐骷涮兹鞒?EDA 等關(guān)鍵技術(shù)，在 FPGA 領(lǐng)域形成了明顯的技術(shù)集群優(yōu)勢，構(gòu)建了核心技術(shù)壁壘，夯實了競爭優(yōu)勢。

公司目前已可提供千萬門級和億門級 FPGA，具備全流程自主知識產(chǎn)權(quán) FPGA 配套 EDA 工具 ProciseTM。公司在 28nm 工藝制程上已形成豐富的FPGA 產(chǎn)品譜系，其系列產(chǎn)品已在通信領(lǐng)域、工業(yè)控制領(lǐng)域及高可靠領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用，為新一代 FPGA 產(chǎn)品的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化提供了充分的技術(shù)積累和市場優(yōu)勢。

4、項目的投資概算及實施主體

本項目建設(shè)期三年，項目總投資 66,100.00 萬元，擬使用募集資金 64,610.00萬元。項目實施主體為上海復(fù)旦微電子集團股份有限公司。

5、項目涉及的政府報批情況

截至本報告出具日，本項目的相關(guān)報批事項正在辦理中。

此報告為公開摘取部分，需定制化編制政府立項、銀行貸款、投資決策等用途可行性研究報告咨詢思瀚產(chǎn)業(yè)研究院。