Desde que o FPGA foi inventado por Ross Freeman, um dos fundadores da Xilinx em 1985, 90% do mercado global de FPGA foi ocupado por fabricantes estrangeiros, principalmente estas quatro empresas: Xilinx, Altera, Lattice e Microsemi.
Xilinx e Altera ocupam mais de 80% da participação no mercado global, e possuem a maioria das patentes na área de FPGA, e construíram barreiras técnicas intransponíveis.Agora, essas duas empresas foram adquiridas pela AMD e Intel, respectivamente.
Embora existam barreiras técnicas extremamente altas na indústria de chips FPGA, nosso país tem explorado constantemente a tecnologia FPGA, desde o design reverso até a pesquisa e desenvolvimento independentes, envolvendo campos militares, industriais e civis com um mercado amplo.
Este artigo apresenta principalmente nossos principais fabricantes domésticos de FPGA, cujos produtos têm sido usados em comunicação, indústria, indústria militar, eletrônicos de consumo e outros campos.
1. FPGA doméstico
1. Tecnologia Anlu (Xangai)
A Anlu Technology é uma empresa com foco em P&D e vendas de chips FPGA, fundada em 2011. A empresa possui uma equipe de P&D com excelente tecnologia e busca pela inovação.O pessoal de P&D se formou em universidades famosas no país e no exterior. O negócio principal inclui P&D e vendas de chips de dispositivos lógicos programáveis de campo (FPGA) e ferramentas de software de desenvolvimento de suporte.
A Anlu Technology possui recursos independentes de pesquisa e desenvolvimento de hardware de chip FPGA e software de compilação FPGA e possui várias patentes e avanços tecnológicos.
Produtos Principais:
A série de produtos de alto desempenho SALPHOENIX® é usada em controle industrial, acesso de comunicação e controle de exibição.
A série SALEAGLE® de produtos de alta eficiência é usada em equipamentos de comunicação, telas industriais, smartphones e equipamentos de rede IoT.
Série de produtos de baixa potência SALELF®, usada em eletrônicos de vídeo, eletrônicos de consumo, RISC-V.
SALSWIFT® série de chips de sistema FPGA FPSoC, usado em processamento de vídeo, interface de alta velocidade, DDR, PCIE, equipamentos de comunicação.
Site oficial: Inovador doméstico de FPGA - Tecnologia Anlogic - Inovador doméstico de FPGA - Tecnologia Anlogic (anlogic.com)
Software de desenvolvimento: TangDynasty(TD)
2. Tsinghua Unigroup (Shenzhen)
Shenzhen Ziguang Tongchuang Electronics Co., Ltd. é especializada em pesquisa, desenvolvimento e vendas de chips de plataforma de sistema programável e suporte a ferramentas de desenvolvimento EDA, e está empenhada em fornecer aos clientes plataformas completas de dispositivos lógicos programáveis e soluções de sistema com direitos de propriedade intelectual independentes.
Produtos Principais:
(1) Série Titan-2
Adote tecnologia avançada e madura, suporte a interface de alta velocidade SERDES, PCIe Gen3, DDR3/4 e outros módulos e interfaces de alto desempenho, forneça aos clientes soluções programáveis de alto desempenho, que podem ser amplamente utilizadas em comunicação, processamento de imagem e vídeo, análise de dados, segurança da informação de rede, instrumentação e outras indústrias.
(2) Série Titan-2
Adote tecnologia avançada e madura, suporte a interface de alta velocidade SERDES, PCIe Gen3, DDR3/4 e outros módulos e interfaces de alto desempenho, forneça aos clientes soluções programáveis de alto desempenho, que podem ser amplamente utilizadas em comunicação, processamento de imagem e vídeo, análise de dados, segurança da informação de rede, instrumentação e outras indústrias.
(3) Série Logos-2
Usando tecnologia avançada e madura, a escala da unidade lógica cobre 25K-200K, fornece recursos abundantes no chip e interfaces de alto desempenho, suporta SERDES de alta velocidade, PCIe Gen2, DDR3 e outros recursos, em comparação com a geração anterior, o desempenho é melhorado em 50%, e o consumo de energia é reduzido em 40%. É amplamente utilizado em comunicação, processamento de imagem de vídeo, controle industrial, tratamento médico, eletrônicos de consumo e outros campos para os requisitos de aplicação de alto volume, baixo consumo de energia e alto desempenho.
(4) Série de logotipos
O FPGA da série Logos adota tecnologia madura avançada e nova estrutura LUT5, integra ricos recursos on-chip e interfaces IO como RAM, DSP, ADC, Serdes, DDR3, etc., tem baixo consumo de energia, baixo custo e funções ricas e fornece aos clientes com soluções econômicas A solução é amplamente utilizada em controle industrial, comunicação, consumo e outros campos, e é a escolha ideal para clientes com projetos de alto volume e custos sensíveis.
(5) Série Compa
Os produtos CPLD da série Compa adotam tecnologia madura e arquitetura independente de direitos de propriedade para atender aos requisitos de design de baixo consumo de energia, baixo custo e tamanho pequeno, e são adequados para configuração do sistema, expansão e ponte de interface, gerenciamento de energia em nível de placa, sequência de inicialização gerenciamento e fusão de sensores e outros requisitos de aplicação, amplamente utilizados em comunicações, eletrônicos de consumo, drones, controle industrial e outros campos.
Site oficial: Tsinghua Unigroup (pangomicro.com)
Software de desenvolvimento: Pango Design Suite
3. Gowin Semiconductor (Guangzhou)
Guangdong Gaoyun Semiconductor Technology Co., Ltd. foi fundada em 2014. É uma empresa doméstica de FPGA de alta tecnologia especializada em pesquisa, desenvolvimento e design de Dispositivos Lógicos Programáveis de Campo (FPGA). Ela está empenhada em fornecer aos clientes chips, EDA software de desenvolvimento, IP, desenvolvimento Serviço completo desde a placa até a solução geral do sistema. Após anos de acumulação, a Gowin Semiconductor possui conhecimento independente central e patentes de invenções nacionais e estrangeiras em toda a cadeia ecológica, como arquitetura de chip FPGA, design de chip SOC, ambiente de desenvolvimento EDA integrado FPGA e soluções gerais FPGA.
No primeiro trimestre de 2015, a empresa produziu em massa o primeiro processo doméstico industrializado de 55nm 4 milhões de chips FPGA de média densidade e abriu o download do software de desenvolvimento EDA; no primeiro trimestre de 2016, lançou com sucesso o primeiro 55nm doméstico incorporado Flash SRAM Em 2017, foram realizadas remessas em larga escala de chips FPGA; em 2019, o primeiro chip doméstico FPGA padrão para carros foi lançado e a produção em massa foi alcançada.
Produtos Principais:
(1) Família Chenxi
Usando tecnologia SRAM de 55nm, recursos internos avançados, recursos DSP de alto desempenho, interface LVDS de alta velocidade e recursos avançados de memória B-SRAM, esses recursos incorporados combinados com uma arquitetura FPGA simplificada e tecnologia de 55nm tornam os produtos FPGA da série GW2A adequados para alta velocidade e aplicação de baixo custo de custo.
(2) Família de abelhinhas
Usando a tecnologia de memória flash embutida de 55nm, é um dispositivo lógico programável não volátil com baixo consumo de energia, baixo custo, início instantâneo e alta segurança. Entre eles, a série GW1NS são produtos SoC, embutidos com processador hard-core ARM Cortex-M3.
（3）Arora Ⅴ
Dispositivos lógicos editáveis baseados em tecnologia avançada de 22nm, ricos em recursos internos, DSP de alto desempenho com uma nova arquitetura e suporte para computação AI, interface LVDS de alta velocidade e ricos recursos de memória BSRAM, enquanto integra DDR3 autodesenvolvido, 12,5 Gbps com suporte a múltiplos protocolos SERDES (suportado por GW5AT-138) fornece uma variedade de pacotes de pinos, adequados para aplicações como baixo consumo de energia, alto desempenho e design de compatibilidade.
Site oficial: Guangdong Gowinsemi Technology Co., Ltd. (gowinsemi.com.cn)
Software de desenvolvimento: Software Yunyuan
4. Zhiduojing (Xi'an)
A Xi'an Zhiduojing Microelectronics Co., Ltd., fundada em 2012, está sediada em Xi'an e possui um centro de pesquisa de software EDA em Pequim. Concentre-se na pesquisa e desenvolvimento de tecnologia de dispositivo de circuito lógico programável e forneça aos fabricantes de sistemas dispositivos lógicos programáveis altamente integrados e econômicos, núcleos IP de dispositivos lógicos programáveis, ferramentas de design de software relacionadas e soluções de sistema. Possibilitando a indústria, "núcleo" é o futuro, que é a visão de Zhiduojing. A equipe está empenhada em dar pleno uso à aplicação de FPGA em unidade de LED, vigilância por vídeo, processamento de imagem, controle industrial, rede de comunicação 4G/5G, data center e outras indústrias. As vantagens da solução, voltadas para o mercado e para o cliente, ajudam os parceiros a aumentar sua competitividade principal.
Atualmente, a produção em massa de FPGAs de média densidade em processos de 55nm e 40nm foi alcançada e soluções integradas, como Flash e SDRAM incorporados, foram lançadas de maneira direcionada. A partir de 2018, os chips de 2KK foram enviados em lotes.
Produtos Principais:
(1) série Seagull 1000
Usando o processo de produção de 0,162um, existem 64, 128 e 256 tamanhos de matriz para escolher.
(2) série Sealion 2000
Usando o processo de produção de 55nm, existem 5K, 7K, 12K, 25K e outros recursos lógicos para escolher.
(3) Selo série 5000
Usando o processo CMOS de cobre de 28nm, existem recursos de unidade lógica de 30K ~ 325K para escolher.
Site oficial: Xi'an Isilicontek Microelectronics (isilicontek.com)
Software de desenvolvimento: Xi'an Zhiduojing Microelectronics (isilicontek.com)
5. Fudan Micro (Xangai)
A Fudan Micro é uma das empresas líderes no campo da tecnologia FPGA na China. Sua linha de produtos inclui três séries de chips FPGA com dezenas de milhões de portas, chips FPGA com centenas de milhões de portas e dispositivos programáveis embarcados (PSoC). Entre eles, o chip FPGA de 100 milhões de portas Fudan Weiwei baseado no processo de 28nm adota a tecnologia CMOS mais avançada do setor. É um dos primeiros chips FPGA de 100 milhões de portas desenvolvido com sucesso na China e alcançou produção em massa e vendas. Este chip FPGA não só tem excelente desempenho, mas também tem características de baixo consumo de energia e alta confiabilidade, e é amplamente utilizado em comunicação, controle industrial, médico e outros campos.
Software de desenvolvimento: procise
6. Jingwei Qili (Pequim)
Jingwei Qili (Beijing) Technology Co., Ltd. está registrada na Zona de Desenvolvimento Econômico e Tecnológico de Pequim, com sede em Yizhuang, com um centro de P&D em Zhongguancun; equipes de suporte técnico, marketing e P&D em Xangai, Shenzhen, Qingdao, Wuhan e outros lugares . A Jingwei Qili é uma das primeiras empresas na China que entrou em pesquisa e desenvolvimento independentes, produção em larga escala e vendas em massa de chips FPGA de uso geral e uma nova geração de chips de computação programáveis heterogêneos.
A empresa possui direitos de propriedade intelectual independentes e completos, abrangendo design de núcleo FPGA, design de arquitetura SOC, desenvolvimento de chip, desenvolvimento de software EDA, desenvolvimento e integração de IP e outros campos de tecnologia full-stack.
(1) série HME-R (rio)
A capacidade lógica é de cerca de 1~3K, principalmente para aplicações de baixo consumo de energia, como dispositivos portáteis ou outros terminais e equipamentos portáteis.
(2) série HME - M7 (Huashan)
Os produtos da série M7 (Huashan) integram o núcleo principal ARM Cortex-M3 e chips inteligentes FPGA de alto desempenho. Ao integrar módulos funcionais como FPGA, CPU, SRAM, ASIC, Flash e unidades analógicas em um único chip, o M7 pode atender a " requisitos de design personalizáveis, reconfiguráveis e programáveis" de diferentes cenários de aplicação realizaram o SoC do FPGA.
(3) Série HME - P (Pegasus)
O P1 adota o processo CMOS TSMC 40nm e sua capacidade lógica é de quase 60K. Esta série de produtos usa uma nova arquitetura LUT 6 e uma rede full clock de 32 vias, e a velocidade operacional pode chegar a 700MHz. Além disso, para os requisitos de aplicação do mercado de alta velocidade e grande capacidade, o P1 também integra uma interface Serdes de alta velocidade, até 6,5 G, controlador DDR2/3 hard-core de 1333 Mbps e interface PCIe hard-core, e um Processador DSP 36*18.
(4) série HME-H1D03 (Hercules)
O HME-H1 FPGA é um dispositivo de ponte de vídeo inteligente que integra FPGA de alto desempenho, MCU aprimorado e interface MIPI. Capaz de suportar 2K UHD e acima de câmeras e displays de interface móvel de alta resolução e alta largura de banda em tempo real, pode ser amplamente utilizado em mercados como telefones celulares, tablets, wearables, VR, AR, drones e casas inteligentes.
Site oficial: Site oficial Home_hercules-micro (hercules-micro.com)
Software de desenvolvimento: FX - Fuxi Software
2. Substituição doméstica
Se você precisar considerar alternativas domésticas de FPGA, precisará considerar muitos fatores.
Em primeiro lugar, é necessário considerar o modelo que corresponde ao chip FPGA xilinx/intel usado no período atual, como processo, recursos lógicos, consumo de energia, desempenho, número de interfaces IO, etc. O processo de produção mais recente do xilinx é de 16 nm, e os FPGAs domésticos são atualmente usados no processo de produção de 28 nm.
Em segundo lugar, compatibilidade, estabilidade e confiabilidade precisam ser consideradas, e precisam ser combinadas com os cenários reais de uso do produto, como requisitos de temperatura operacional e assim por diante.
Finalmente, devemos considerar as ferramentas e documentos de desenvolvimento de FPGA domésticos, bem como os recursos de biblioteca de IP fornecidos e comparar informações como desempenho de custo e fornecimento.
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