高性能 FPGA、高速高精度、自适应智能芯片研发及产业化项目
思瀚产业研究院 华微电子    2023-10-09

高性能 FPGA、高速高精度、自适应智能芯片研发及产业化项目可行性研究报告

公司主要从事特种集成电路研发、设计、测试与销售，采用 Fabless 经营模式，自设立以来主营业务及主要经营模式均未发生重大变化。特种集成电路客户对于供应商的导入与认证有较为严格的流程，且集成电路产品品种繁多，因此客户具有较强的一站式产品采购以及综合解决方案的需求。

基于上述行业特点，公司建立了以 FPGA、CPLD、ADC 等核心产品搭配存储器、电源管理、总线接口等辅助类通用芯片的产品结构，一方面通过核心产品的技术先进性和质量可靠性保证了公司产品的行业地位，另一方面亦通过丰富的产品线满足了客户的各类产品需求，提升了公司的营业规模及市场地位。

公司作为国家“909”工程集成电路设计公司和国家首批认证的集成电路设计企业，自设立以来即定位于数字集成电路 FPGA、CPLD 等可编程逻辑类产品的研发工作，连续承担了多项国家科技重大专项以推动产品的国产化进程。

同时，公司自 2012 年起成功实现了模拟集成电路领域的突破，选择了技术含量较高且市场容量较大的数据转换类 ADC 产品作为重点研发方向，陆续推出了多款高精度 ADC 产品，并于近年来聚焦于高速高精度 ADC 领域产品的研发。

1、项目概况

本项目由公司实施，拟投资共计 75,000.00 万元，开展高性能 FPGA、高速高精度 ADC、自适应智能 SoC 等三个方向的产品研发及产业化，巩固公司在FPGA 领域的传统优势，继续推进公司高速高精度 ADC 领域的快速发展，积极推动公司在智能 SoC 领域的突破。

超大规模 FPGA 具备较多的逻辑单元数量，具有高密度、高速度、宽频带等特点，适合网络通信、视频处理、控制等领域。公司拟通过本项目的实施，基于在千万门级高性能 FPGA 产品上的技术积累，研发和扩展亿门级 FPGA 的技术和产品。

针对 28nm 及以下先进工艺，对亿门级超大容量 FPGA 进行预研究、预设计、预开发等工作，并对已量产的 7000 万门超大容量 FPGA 进行性能优化、良率提升等工程化实践，形成从千万门级到亿门级 FPGA 的技术和产品。

ADC 的核心指标为采样速率和分辨率，主要可分为高速高精度、高精度、高速等若干类产品，其中高速高精度 ADC 技术壁垒最高，广泛应用于通信等领域。公司拟通过本项目的实施，开发完成 12 位高速高精度 ADC 以及 8 位超高速 ADC 系列产品。在兼顾高精度的同时提高转换速度，实现超高速超宽带信号分发、超高速高精度信号采样、超大规模子转换器并行转换、超高速转换器测试等关键技术。

自适应智能 SoC 具备高灵活性和适应性，广泛应用于高性能计算、机器视觉、深度学习等领域。公司拟通过本项目的实施，突破自重构、自适应的芯片架构设计，ADC、CPU、eFPGA、NPU 协作与融合等关键技术，研制硬件可编程、架构可扩展、系统可重构的自适应智能 SoC 芯片，实现数模转换、逻辑控制、标量计算、矢量计算、张量计算的一体化。

2、项目背景和必要性

（1）集成电路产品是国家安全保障的需求

集成电路产业是信息技术产业的核心，是支撑经济社会发展的战略性、基础性、先导性产业，也是全球各国在高科技竞争中的战略必争之地。随着电子信息技术的迅速发展，高性能集成电路在特种领域地位和作用越来越突出。目前我国部分关键电子元器件在性能参数、产品等级、可靠性等方面尚不能满足高科技装备的需求。

随着国家对电子信息装备的元器件国产化率的要求不断提高，集成电路的国产化水平也将逐步提升。本项目所研发的高性能 FPGA、高速高精度 ADC、智能 SoC 作为特种领域关键核心器件，将有助于提升关键元器件的国产化水平，实现核心元器件的自主保障。

（2）集成电路产品未来市场潜力巨大

随着全球电子信息化水平不断提升，本项目所研发的高性能 FPGA、高速高精度 ADC、智能 SoC 等产品的市场需求亦随之不断提升。

我国 FPGA 市场近几年持续增长，从 2016 年的 65.5 亿元增长至 2020 年的150.3 亿元，年均复合增长率约为 23.1%，并且 2025 年预计将达到 332.2 亿元。未来，随着全球新一代通信设备部署以及人工智能等市场领域需求的不断增长，FPGA 市场规模预计将持续提高，高端大规模 FPGA 市场空间巨大。

受益于较长的生命周期和较分散的应用场景，ADC 芯片的行业规模稳步增长。根据赛迪顾问报告，2020 年全球转换器芯片市场规模为 84 亿美元。未来，随着 5G 基站、IoT 等驱动 ADC 需求落地，预计全球转换器芯片市场空间有望持续扩张，市场空间广阔。

根据赛迪顾问数据，2019~2021 年中国人工智能芯片市场规模将保持 50%以上的增长速度，2020 年市场规模达到 193.7 亿元，2021 年将进一步增长至 305.7亿元，同比增幅可达 57.8%。随着人工智能行业的快速发展，中国人工智能芯片行业市场成长空间巨大，预计 2023 年市场规模将突破千亿元。

（3）公司具备深厚的技术储备

公司连续承接国家“十一五”、“十二五”、“十三五”FPGA 国家科技重大专项，“十三五”高速高精度 ADC 国家科技重大专项、高速高精度 ADC 国家重点研发计划，智能异构可编程 SoC 国家重点研发计划，是国内少数几家同时承接数字和模拟领域国家重大专项的企业。

公司核心技术团队汇聚了多名集成电路研发和产业化高精尖人才，专业领域覆盖架构、设计、验证、软件、测试等各个核心技术领域。公司运营团队拥有优秀的人才队伍，专业领域覆盖测试品控、生产运营、市场销售等领域。因此，公司经验丰富的研发团队以及深厚的技术积累，为本项目的顺利实施奠定了良好的技术基础。

3、项目投资概算

本项目共分为高性能 FPGA、高速高精度 ADC、自适应智能 SoC 产品研发三个子项目。

高性能 FPGA 研发项目计划投资 22,000.00 万元，高性能 FPGA 芯片项目投资将主要用于软硬件购置、人员工资支付、流片与检测费等，将建设规模化的研发队伍，并购置硬件加速器、软件时序库等软硬件设施，进一步提升高性能 FPGA 芯片的研发与验证能力。

高速高精度 ADC 研发项目计划投资 25,000.00 万元，高速高精度 ADC 芯片项目投资将主要用于软硬件购置、人员工资支付、流片与检测费、IP 授权费等，将建设专业化的研发团队，并购置仿真加速器、电磁场联合仿真装置、高速接口 IP 等软硬件设施及授权，进一步提升高速高精度ADC 的综合研发与验证实力。

自适应智能 SoC 研发项目计划投资 28,000.00 万元，自适应智能 SoC 芯片项目投资将主要用于软硬件购置、人员工资支付、流片与检测费、IP 授权费等，将建设规模化的专业研发队伍，并购置硬件加速器、综频分析仪、时序分析及验证工具、多类软硬核 IP 等软硬件设施及授权，进一步提升自适应智能 SoC 的综合研发与验证能力。

4、项目实施周期及进度安排

本项目实施周期为 3 年。