核心觀點   

FPGA(Field Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編程門陣列)是數(shù)字芯片的一個子門類，現(xiàn)場可編程性是FPGA的最大特點，CPU、GPU等芯片在被制造完成后，其功能就已被固定，而FPGA在制造完成后，可以根據(jù)用戶需要，通過EDA軟件配置特定電路，從而賦予其特定功能。FPGA的可編程技術是基于閃存、反熔絲和靜態(tài)存儲器實現(xiàn)的。

圖:FPGA在數(shù)字芯片中所在位置

資料來源:《FPGA原理和結構》，中信建投

FPGA 由可編程的邏輯單元(Logic Cell)、和外部進行信號交互的輸入輸出單元(Input Output Block)與連接前兩種元素的開關連線陣列(Switch Box)共三個部分構成。從產品發(fā)展角度，先進工藝(制程)、先進封裝可以提升FPGA容量，而同工藝下優(yōu)化基礎單元LC的設計及其他系統(tǒng)設計可以提升FPGA的性能，同時軟件的持續(xù)優(yōu)化、豐富的軟核IP庫也是不同廠商競爭力高低的體現(xiàn)。

數(shù)據(jù)中心建設、人工智能和自動駕駛等新興市場的加速發(fā)展，帶動了FPGA需求持續(xù)增長。根據(jù)Gartner預測，2020-2026年全球FPGA市場規(guī)模從55.85億美元增至96.9億美元，年均復合增長率為9.6%。另根據(jù)Frost&Sullivan預測，2021-2025年中國FPGA市場規(guī)模預計將從176.8億元增至 332.2億元，年均復合增長率為17.1%，中國FPGA市場增速高于全球。

 圖:中國FPGA市場規(guī)模預測

資料來源: Frost&Sullivan,中信建投

從下游市場角度，F(xiàn)PGA芯片下游涉及通信、工業(yè)、軍工/航天、汽車和數(shù)據(jù)中心等領域，其中通信市場占比最高，且有望持續(xù)提升，而在以上領域中，汽車預計增速最快。

目前，FPGA行業(yè)集中度較高，根據(jù)Gartner數(shù)據(jù)，Xilinx、Intel、Lattice、Microchip 這4家美國公司共占據(jù)全球93%市場份額，國內FPGA廠商在2021年占據(jù)國內16%市場份額，國產替代空間廣闊。

圖:2021年全球FPGA市場份額(收入口徑)

資料來源: Gartner,摩根斯坦利,中信建投 

目前，國內FPGA廠商在產品豐富度與技術實力與國際頭部大廠存在較大差距，如14 nm 及以下的先進制程產品區(qū)間國內幾乎真空，而國內公司在28nm制程的產品矩陣豐富度亦不及海外巨頭，疊加國內產品在邏輯容量等方面的性能差距等，提升空間較大；同時國內市場容量廣闊，目前Xilinx在中國營收占比超30%，Lattice占比超50%，中國均是其最大營收地區(qū)，近期國際大廠紛紛提價，國內廠商對應可替代的市場空間充足。

綜上，無論是具有不斷迭代新增需求的民用市場，還是出于國家安全考量，有極大自主可控需求的特種市場，F(xiàn)PGA都有較好的國產替代前景，國內FPGA廠商成長空間廣闊。

從芯片行業(yè)整體來看，今年以來，芯片行業(yè)景氣度走弱，明年隨著半導體行業(yè)下行周期逐漸進入后半段，芯片部分下游細分領域已逐漸出現(xiàn)需求復蘇跡象，關注芯片行業(yè)左側布局機會，建議關注國證半導體芯片指數(shù)。