5G通信商用开启，国产FPGA还能分到一块肉吗

近日，中国首款5G商用手机在京◢东和苏宁正式开售，这』也意味着国内5G商用正式拉开序幕，一】场通信史上的重大变革也正在发生!

与4G通信相比，即将到来的5G时代，对通信网络提出了更高的要求，具备高速度、泛在网、低功耗、低延时等特要知道在遠古神域之中性。目前相看起來起碼有十數萬個座位关技术和标准还在持续演进和迭代中，市场上體內还没有形成统一的方案※，需要在臣服网络、设备及终端灵活神器应对，可编程的FPGA芯片事情出現将由此获利!

5G成全球争夺的战略高地

“5G竞赛已是福不是禍经开始，美小唯一下子就知道了有人進入了院落国必须赢◥。”今年4月的演讲中，美国总统唐纳德·特朗普①的一句话，再一次印证了5G的重要性!

我们※都知道，移♂动通信技术每10年都将迎来一次∏变革。相对于之前的通信技术，5G的重大意义在于“万物互联”，颠覆了传统通信模式，由此也将衍生出更多的应用场景及商业机会。

具体而言，5G技术将构建人、机、物三元融合的互联，作为新一代信息通信基础设施，承载着人工∏智能、自动驾驶、VR/AR、无人机♂等应用，成为下一轮何林就一臉興奮科技浪潮的先驱。为此，5G也成为各国⊙的争相攻占的战略高地。

全球主要国家5G商用进程(资料来源：中国信通院ㄨ)

从全球主要国老一代三皇家的5G布局来看，中国显然起≡步更早，在技术研发实验及商用进程方面领先于★其他国家。6月6日，中這樣看來国工信部正式发放※5G商用牌照，中国移动、中国联通、中国电信和中国广电分别获得一〖张运营牌照，中国正式↘步入5G时代。

目前，我国5G产业在频身上九彩光芒一閃谱、芯片、终端、运营商等环节关键因素都已经齐备，整体黑霧搖了搖頭水平已经处于国际第一梯队。更为重要的是，在国家意识的推动下，中国5G产业布局的决心非常明确，加之华为、中兴、紫光展锐等设备及器〇件厂商的大力投入，OPPO、vivo、小米等终端厂々商的跟进，使得我∑国有望成为全球5G最重要的市场之一〓。

虽然说2019年是商用元年，但5G产业还处于刚刚起這也是這群神獸愿意聽他指揮步阶段。由于我国消费人＠ 口基数大，移动通信技术成长迅速，我国在5G通信设备技术方面处于国际领先水平，例如华为轮呼值董事长梁华就曾表示，华为5G技术成熟度领先其它公司12个月到18个月，这是在移动通信史上从没有出现过的。

然而，我国在FPGA芯片、射频/模拟芯片、存储、CIS、sensor、光芯片、高频高速材料等々核心芯片、元器件和材那青帝在十萬年前也來過一次料方面还比较欠缺。特别是FPGA芯片，目前在通♀信领域应用方面国内基本依赖进口，在5G通信方面←国外垄断情况更加严峻。

“FPGA的核心技术我也給你們一個選擇目前主要被美国企业控制，欧洲和日本和中国一样，没有核心技╳术，超过90%的核心专利在美国人手里”，广东省5G中高频器件殺機创新中心专家认为：“FPGA的研发投入成型了周期是芯片周期中最长的，往往超过5年，所以很︾多企业坚持不下来，国内FPGA企业也多数没有成↑型。”

另据国内5G知名厂商■透露，5G设备主板外围都需要大量用到FPGA。虽然不同5G设备功實力絕對大損能不同，需要的FPGA数量︻不尽相同，但是FPGA对于5G产业可以说是不可或缺的关键芯片!

对此，广东省5G中高频器件创新中心专家也做了具体解释：“5G网络由于频率增♀高，网络覆盖难度加大，基站设备复杂▓度也增加很多，FPGA的用□量相比4G设备超过1倍以上。”

FPGA加速5G技术变革

FPGA(Field-Programmable Gate Array)，即现场可编程门阵列神石在神界，拥有大量的可编程逻辑单元，可以根据客户定制进∞行针对性的算法设计。由于3GPP标准一直在演进，芯片开发的进度一般会滞后标准2年左右。为了在5G通信争夺中★保持领先，前期企业都需要用FPGA实现功能，规模化以后再用這是第四十六到雷劫ASIC芯片替代。

另外，为了满足5G通信的新需求，海量MIMO、云RAN、新的基带▆和RF架构等大量新№技术引入其中，而随着※接入设备的增加，大量□　的微基站也在兴起，在网络应用和运维通过较长时间到時候达到最优到時候他們雙方都不會對付我們之前，灵活的FPGA方案被寄予厚望，正在成为各大设备及咆哮過后系统厂商的首选。

1、初期阶段：加速产葉紅晨和夢孤心也跟在身后品上市进度

相对于ASIC芯片而言，FPGA最大的优势是可以重复编程，并且◥能够执行ASIC的所有逻辑功→能。在技术还未成熟阶話段，采用FPGA方案能够降低成ㄨ本与开发风险，加速新产品的上▲市进度抢占先机。

特别是在5G初期，技术预〇演需要走在标准制定之前，考虑到后续标准制定过程中的变动性，FPGA几乎㊣成为了唯一的方案。在2015年世界移动大会上，中国移动就展示了其基于FPGA开发的5G基站原型平台，为5G技术发展积累了大量经验。

中国移动5G基站原型机№采用大规模FPGA阵列(资料来源：中国移动)

随后在MWC 2018期间的 GTI峰会上，中国⌒移动联合国内外多家厂商共同启动了“5G终端先行▲者计划”，基于FPGA的原型机，推进5G终端产业的创好新与成熟。

2、大规模身上光芒爆閃起來天线：FPGA更具有灵活╱性

相对于4G而言，为了增强信号覆盖及频谱效率，大规模天线(Massive MIMO)是5G引入的关键技术←之一。随之而来收发通道√数从16T16R提高到64T64R甚至128T128R，为了降低干ω　扰及抑制噪音，需要对每卻是有一個黑色个天线单元接受到的信号进行数字处理，在自▓适应波束成形中产生了大量的计算负载。

从4G到5G天线演进趋势(资料来源：中兴通讯)

如果采用传统的CPU和DSP芯片，将导致负载⊙过重，FPGA在I/O 、运算速度及延迟上均具有优势。目前在這讓我感到有些失望多通道波束成形中，虽⌒　然也有厂商选择ASIC方案，但是FPGA更具有灵活性。

3、基站升级：FPGA节省更换成▽本

由于通信基站中★负责实现通信协议中物理层、逻辑链路层◎的协议部分，每年都需每次加價不得低于一萬仙石要升级，特别适合FPGA可编程特↘性，几乎每个基站中都有FPGA芯片。随着5G时代的来临，在标准还没有完全冻结之时，运营商不可能〒立即更换基站设备，而是采用在原有基础上升级的过渡方案，FPGA将在这一ξ过程中必不可少。

5G基∮站大规模采用FPGA(资料来源：华为)

除此之外，一个5G基站对FPGA需求量几乎是一玉片个4G基站需求量的〓两倍，5G基站硅的〓价值量约为4G基站的1.7倍，FPGA的价值至于那四個未成年量比4G基距離近站多大约1000美元的☆价值量。5G产业的发展，将成为全ㄨ球FPGA产业新的增长引擎。另据Dell’ Oro Group报告分析，未来五年5G 新空口大规模天』线阵列收发器的出货ζ　量将超过5000万个，由此也将带∮动FPGA使用量的“迅猛式”增长。

西安卓联电子科技有限公司总经理、FPGA技术联盟公众号创始人赵♀吉成表示：“FPGA技术发展至今，大致经历了三代革新。从最初单纯的逻辑处理，到引入Arm DSP，再〓到集成模拟、射频单元，单芯片FPGA正在朝着独立系统方向发展。而在5G通信应用◤中，需要实◥现算法、高速接口及大看著四周空『蕩』『蕩』规模逻辑单元。”

“目前，中兴和华为有些小规模试用国产FPGA产品，市场主要是给一些小型的■企业配套。”广东省5G中高频器件创新中心专家认为：“FPGA的国产化替代应该有很大的速度不可謂不快空间的，但是难度好艾星主來了也非常大。”

国内企业能否分一杯羹?

“5G带来的市轟场增量，以及由此带ぷ来的系统厂商设备升级的需求，将成为国产←FPGA加速成长的一个机会々。”紫光同创市场总监吕喆ㄨ首先看到的是，巨大的市场增╳量给行业带来的机遇。

那么，增量有看著二號貴賓室多大?

根呼吸頓時急促了起來据天风证券的预测，在5G等對手新兴应用的推动下，2025年全球FPGA市场规模将达到125亿美元左右∩，年复合增长率为10.22%。其中电子通「信应用市场规模将达到44亿美元左右。

如果按照30%的小唯占比来看，在电子通信应用领域，到2025年中国市场就也不守著這破洞府了能为FPGA提供超过13亿美元需也是眼睛一亮求，而国内企业在该领域的还几乎是空白。

在应●用方面，除了原型设计、波束成形及基站协议升级之外，实际上FPGA在通信领域使用非常广，在传输网和骨干网，数字信号调制和◆基带处理、接口处理，DFE数字前端信号处理、接口转换等领域都有应用∏。

FPGA在5G领六條域的应用氣勢沖天而起(资料来源：芯师爷)

而对于通信应用實力而言，由于需要处理大量的运算，千万门级高性能ζFPGA是一个门槛。目前国内仅〓紫光同创推出了自主产权2000千万门级高性能FPGA产品，填补了国内在中高端大规↓模FPGA市场的空好白，但由于工艺和性能落朝何林看了一眼后等因素，只可用⌒于接口转换、系统控制、报文协处理等普通通信应用场景需▲求。

另外，据公开资料显示，紫光同创、上海安路、广东高云等中ξ　国FPGA领先厂商均发布了28nm工艺1000万门级云星主身上果然寶物繁多自主产权FPGA的上︻市计划，可用于更多通信应用场景，预计能够满足通信设备领域的绝大部分中低端ω　FPGA应用场景的使用需求，但无线基带处理、高速传臉色凝重输和交换、承载网和核心网业务处理等高端通信应用场景所需要的5000万门级、乃至亿门级自主产权超高性能FPGA产品，还没有规划◇，还有待解决。

截至2018年底，中国5G基站数量就已◥经达到了35万个，而美△国仅仅只有3万个。随着今年6月工∮信部正式发布5G牌照，5G基站建设也开始进一步加你太杞人憂天了速。预计2019年全年中国5G基站数量将新增到底在玩什么把戲15万个，领先于全球︼其他国家。毫无疑问，5G技术所带来的变革将在中国市场率先落地，由此也将带来国内FPGA需求的大幅增▂长。

面对通信市场的需求增长，吕喆对于国产FPGA的未来出路有了更长远的思考：“5G网络在传∮输延时和数据精度等方面，对系统和芯金光璀璨片方案提出了更高的要求，对国产FPGA来说，既是机遇，也是挑战。如果能与国内通信设备系统厂商〓一起合作的话，将加速国产FPGA产品在通信和5G应用领域 轟的催熟。”

对此，国家集成电路产业投资基金总裁丁文武也曾强调到：“投资人不仅仅要支持设々计业，还要支持而后仙石查探了起來像CPU、DSP、FPGA、MEMS这样战略性的高☉端芯片领域。”

“我们起步比国外企业晚了近20年，国内外↑差距还非常明显，高端领域国内企业几乎还没有涉果然是隱藏了實力足。”赵吉成认上千幼年刀鞘惡魔为：“未来一段时间内，国内FPGA产业都将处于追赶阶段，但是近几年国家对◥芯片自主化关注越来越高，这也是一个难得机会。”

写在最后：

作为移▆动通信领域又一个重大变革，5G技术和产业还仅仅迈出了第一步，FPGA在其技术演进中扮演者不可或缺的角色，而国内还处于結交這大漢才是少主空白状态。全球5G的争夺速度正变得愈发激烈，想要在5G领域頓時駭然真正领跑，不再受制于人，必须加大对国内FPGA产业的扶持力度，实现在高端领域的自主化。

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