國產FPGA向往春天

王瑩

摘要：本文首先介紹了國產FPGA廠商——京微雅格公司的現狀，之后給出了京微雅格如何生存和發展的建議。本文網絡版地址：http：//www. eepw.com.cn/article/164383.htm

關鍵詞：FPGA；京微雅格；MCU；本土

DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2013.9.004

萌出的小苗

王海力博士，清華大學計算機專業畢業，2005年加入了剛剛成立的京微雅格公司。在王海力等人的辛勤努力下，第一批FPGA產品于2010年上市銷售，2011年營業額達129萬元人民幣，2012年實現了305萬元，今年希望突破一千萬元大關。隨著公司業務的壯大，王海力博士的事業也在不斷成長，如今他已是京微雅格的企業規劃與業務發展總監，公司管理團隊成員之一。

為何京微雅格的營業額能夠迅速崛起？首先，FPGA是未來20年里重要的基礎芯片，不僅發展潛力大，也有戰略意義，因此受到了國家的高度重視。王海力博士引用了去年在美國加州舉行的“FPGA 2032”大會上的報告，大會由業界頂尖的專家對FPGA技術未來20年的走向進行了預測。會議認為，在2032年的主流器件中，除了MCU/CPU、SRAM、存儲器等，FPGA也將是一種最基礎的器件。另外，FPGA這種概念元素未來也一定會集成到各種各樣的芯片中，包括小到生物芯片等看不見摸不到的芯片。因此，做好FPGA這種邏輯可編程的靈活芯片，對國家來說具有長遠的戰略意義。

其次，像許多中國芯公司一樣，京微雅格也具有唯一性的特點——是世界上唯一在美國硅谷以外開發出FPGA產品的公司，因此能夠吸引政府和社會各界的關注和投資。京微雅格的前身是2003年在美國硅谷創辦的Agate Logic公司，2005年與清華大學合作遷來中國北京，累計投資超過5000萬美元。公司經歷了十個年頭，先后研發出7款具有自主知識產權的集FPGA、CPU、存儲器為一體的可編程系統芯片。如今推出應用級的第 6代產品CME-M“山”系列，也宣告京微雅格自主創新技術平臺--可配置應用（CAP）自此形成了較完善的硬件和軟件支持平臺。

再有，京微雅格自身的努力。例如，FPGA最難逾越的一個關鍵環節是體系結構，即邏輯結構怎么設計，繞線之間應該怎樣互聯，因為Xilinx和Altera有將近六千項專利在保護這方面。京微雅格經過6代產品的研發和改進，終于推出了具備自主知識產權的Tile架構。

最后，我國FPGA領域已有多年積淀，為京微雅格的生態環境進行了鋪墊。上世紀八九十年代及國家十一五規劃已經進行了很多FPGA的理論研究，諸如復旦大學微電子系、中科院的微電子所和電子所、清華大學計算機系等做了面向FPGA/ASIC的硬件及EDA工具的開發。一些本土企業也從“先學習，再逆向”的方法做起了FPGA。在研發上，大家可以互相支持和合作，例如軍工等領域對抗輻射等有特殊要求，京微雅格將與中科院、772所等本土科研院所探討合作機會。

打造生態環境

王海力博士說，FPGA技術上主要有四個難點：架構設計、硬件實現、軟件開發以及應用IP開發。京微雅格公司較為完整地解決配套供應鏈問題。很多FPGA公司功虧一簣的關鍵原因，在于軟件發展的不同步。在 FPGA的發展壯大過程中，軟件將占據60%的重要份量，只有從頭到腳全副武裝，才能更好的幫助用戶完成設計。京微雅格提供的CAP平臺，不僅包括芯片，還包括高效的軟件套件，并為第三方工具提供接口，使客戶很自然的使用第三方開發工具。

在制造方面，最初的1K邏輯產品M1（衡山）系列是在中芯國際（SMIC）流片，2010年時采用130納米制程。2012年發布的CME-M5（金山）系列代工伙伴是臺積電（TSMC），采用65納米制程。今年下半年將發布的CME-M7（寶山）系列代工伙伴是聯電（UMC），會采用55納米的工藝。

目前，京微雅格集成了增強型8051的“山”系列產品M0、M1、M5已經推向市場，整合了ARM CortexM3的M7產品也將面世。

隨著邏輯資源的不斷增加，京微雅格將30K及以上邏輯資源產品定義為“云”系列，計劃明年將有產品問世，主要面向高端市場。

面向超高端市場的應用，京微雅格也在做著技術儲備，未來會規劃“星”系列的產品。

針對手持終端等移動互聯網設備對功耗或其他有特殊要求的行業應用，京微雅格也在規劃“湖”系列的產品系列，主要強調低功耗、低成本和高可靠性。

如何成奇葩？

筆者注意到，京微雅格的前期投資5000多萬美元，2012年實現了銷售收入305萬人民幣，可見目前的投入和產出差距還較大。那么，作為一家企業，京微雅格如何早日實現造血功能？眾所周知，集成電路發展最需要的是資金和人才，這里不再贅述，只是談談筆者對FPGA市場的粗淺認識和心得。

首先，建議京微雅格專注低端，解決生存問題。京微雅格的前身——Agate Logic就是在美國硅谷走高端的FPGA公司，從其改弦易轍看，京微雅格既不能模仿Achronix公司從Intel-22nm-TriGate合作上橫空出世，也不能和市場雙擎——Xilinx和Altera斗法，低端FPGA市場有Latice當道，還有被Microsemi納入旗下的Actel FPGA部門在做Cortex-M3 FPGA，另有Quicklogic走超低功耗的便攜式/手機之路。筆者認為，從京微雅格的“山云星湖”規劃看，過于宏大壯美，精力恐怕會有所分散。建議做好低端，拿下中高端FPGA廠商看不上的利潤，來積聚自主生存的力量。將來如果有足夠的資金，從競爭對手那里挖來一些人才，比自己培養高端人才省力很多。

向春天跋涉

當然，榜樣的力量是無窮的。筆者曾認為展訊是個好榜樣，可惜今年7月已嫁給清華紫光集團，有了穩定的飯碗。因此，王海力等人的工作更有挑戰性，他們需要探索前人沒走過的路，不僅為自己追尋春天，還為中國也有好的FPGA！

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