众所周知，每种芯片都有它固定的应用场景。比如高通的芯片不能在windows下运行，苹果A系列、M系列处理器无法用在安卓机上。而比亚迪的车规级IGBT芯片，也仅能承担新能源汽车电子系统的功率转化任务。
那有没有一种芯片，可以按照人们的需要，随时变成任意一种芯片，并发挥对应的运算功能呢？还真有，那就是有着“万能芯片”之称的FPGA芯片。
如今，FPGA芯片已经成为通信设备必备芯片。然而，从1985年FPGA芯片在美国诞生以来的20年，中国在这项顶级技术上一直被美国公司100%垄断着。
如今，又过去了近20年，中国在FPGA芯片领域，实现国产替代了么？
一、FPGA芯片，究竟“万能”在哪？
FPGA芯片，又称“现场可编程门阵列”芯片，其中的“可编程”三个字，正是它“万能”优势的集中体现。
常规的硬件芯片，往往依托特定的指令集来实现特定的功能。只需置入到可运行环境，芯片便可以自动运转，无需操作人员指挥。但作为代价，常规芯片的设计电路以及运行逻辑也因此固定下来。而FPGA芯片则完全不必默守陈规。
完成封装后的FPGA芯片，仅有内置的独立逻辑单元，并没有任何预设的计算功能；此外，FPGA芯片内部的金属连接线，可经用户编程，配置成任意的连接方式。
形象地讲，接入电路的FPGA芯片，就像一台新装系统的个人电脑，你不向它输入命令，它就原地立正，不做任何动作。而一旦你向它发送编程指令，它可以任由你的操作，在任何电路环境中驰骋。
比如你可以把它变成Pic单片机，作为微处理单元来支持各种大型电子仪器的运转；你可以将它编辑为驱动器，控制数以万计的LED；经由编程配置后的FPGA芯片，甚至可以和大型CPU组成异质芯片系统组，进而用于5G、物联网、人工智能、航空航天等多个领域。
除了适应能力强，值得一提的是，FPGA芯片还有另一个显著优势：模仿能力。
由于是用基础编程指挥硬件运算，FPGA芯片运算不但速度更快，而且可以模拟特定芯片的计算功能。也就是说，FPGA芯片不仅啥都能变，而且变谁像谁！堪称“芯片界的孙悟空”。
这种无与伦比的泛用性，让FPGA芯片自1985年诞生起，就受到整个半导体领域的普遍重视。而在经历几十年的技术完善之后，FPGA芯片更是被业内公认为当前物联网革命中的必备半导体器件。
然而，在20年的时间，我国并没有跟上FPGA芯片技术的东风。
二、外企全面领先，中国憾失先手
20世纪80年代，为了尽快摆脱经济困境，国家曾不得已下马了一批投入高昂、运作周期长、收益难以确定的科研项目。导致众多早在60年代就立项的国产半导体项目，在这个时期，陷入了停滞。
然而，也刚好是在80年代，半导体产业在发达国家进入到了第二个发展高峰期！
1985年，赛灵思（Xlinx）创始人Ross Freeman在美国加利福尼亚圣何塞市，制造出了世界上第一枚FPGA芯片，标志着研究攻关十多年的可编程逻辑器件，正式步入商品化阶段。而直到2005年，中国才开始对FPGA的立项研究。
就起步而言，我国和发达国家（主要是美国）存在至少20年的差距。具体来说，这种差距体现在两个方面：
1、技术积累方面
全球两大FPGA芯片巨头——赛灵思（Xlinx）与阿尔特拉（Altera），拥有近9000项技术专利，专利范围几乎涵盖了FPGA芯片从指标逻辑单元到线程工艺的所有方面。后来者想要入局FPGA研发，只能绕路走。
2、市场占有方面
FPGA产业尽显马太效应，由赛灵思（Xlinx）、阿尔特拉（Altera）、莱迪思(Lattice)、Actel、Achronix为首的五家美国企业，几乎占据FPGA芯片全球市场份额的100%。直到2019年，美企在我国FPGA芯片的市占率依然高达97%。
三、国产FPGA开始实现替代
因为对手强大就举旗认输，这当然不是国产品牌的风格！
虽然起步晚，但受益于庞大的技术人才储备和半导体市场需求，在短短十几年的发展中，中国已成功培育出多家FPGA研发企业，如深圳紫光同创、上海安路科技、广州高云半导体等等。
同时，作为FPGA领域的领军企业，华为也开发出了FPGA云平台，为全球人工智能、大数据等领域的专家，提供颠覆式的开发模式。
在诸多国产品牌的努力下，截至2021年，外企在我国的市占率已经从最初的100%下降到不足90%，其中仅安路科技一家，就成功夺回了6%的国内份额。
而被台媒誉为“国产FPGA芯片龙头企业”的紫光同创，也顺利度过投资集中期，2021年实现营收7.82亿元，净利润从2020年的亏损0.26亿元扭转为盈利0.41亿元。
相信随着产业需求的不断扩大，FPGA芯片的国产替代率会继续攀升。
