8月4日，国产FPGA芯片龙头企业上海复旦微电正式登陆科创板，以797.27%的耀眼成绩占据科创板首日涨幅排行第四，首日的市值停留在455亿元人民币。至8月5日（今天），复旦微电的市值为475亿元人民币。值得注意的是，若将复旦微电子在内地A股+香港H股两地市值计入，其已经相当于全球FPGA芯片领域第一大厂商（美国）赛灵思的四分之一。截止8月4日美股收盘，赛灵思的市值为357.91亿美元。或许，可以这样认为，资本市场给予复旦微电这样高的估值，正是体现了芯片国产自主化突围的寄托。

复旦微电其实是行业里的一个老兵，是国内FPGA芯片的领军厂商。据该公司官网介绍，早在1998年7月，由复旦大学“专用集成电路与系统国家重点实验室”、上海商业投资公司和一批梦想创建中国最好的芯片设计公司（芯片设计）的创业者联合发起创建了复旦微电。方向直指集成电路设计与研发，覆盖金融、社保、防伪溯源、工业控制、智能电表等多个领域。2000年，仅成立两年的复旦微电在中国香港上市，成为国内第一家成功上市的集成电路设计公司。

2020年，复旦微电的FPGA芯片营收1.52亿元，占总收入的 9.17%。公司自2004年开始进行FPGA的研发，陆续推出百万门级和千万门级FPGA。2018年第二季度率先推出28nm工艺制程的亿门级FPGA产品，SerDes传输速率达到最高13.1Gbps，填补国内空白，并于2019年初开始量产。目前，公司基于28nm工艺制程的FPGA产品已多达数十款，截至2021年2月底，公司累计已向229家客户销售基于28nm工艺制成的FPGA产品。对于FPGA芯片而言，门级规模越大意味着可开发能力越强。

招股书显示，复旦微电2018年、2019年、2020年营收分别为14.24亿元、14.73亿元、16.9亿元；净利润分别为1.28亿元、-1.5亿元、1.6亿元；扣非后净利分别为1566.65万元、-2.55亿元、3987.9万元。

值得注意的是，政府补助占公司利润比例过半。报告期内，公司计入当期损益的政府补助金额分别为1.14亿元、9612万元和1.12亿元，除2019年度公司营业利润及净利润为负数外，2018年度及2020年度，公司计入当期损益的政府补助金额占当期营业利润的比重分别为71.80%和65.92%，占当期净利润的比重分别为89.40%和69.92%。

2018年度、2019年度及2020年度，公司研发费用金额分别为4.13亿元、5.6亿元和4.9亿元，占营业收入的比例分别为28.99%、38.18%和29.01%；2019年度，公司研发费用的增加导致当期净利润下降1.5亿元；2020年度，公司研发费用的相对下降导致当期净利润增长7177.34万元。

复旦微电2021年第一季度实现营业收入5亿元，较上年度同比增长97.62%；2021年一季度归属于母公司股东的净利润8639.13万元。公司预计2021年上半年可实现营业收入在10.5亿元至12亿元之间，较上年同期变动45.17%至65.91%；预计2021年上半年实现归属于母公司股东的净利润在1.5亿元至1.7亿元之间，较上年同期变动147.88%至180.93%。

1，什么是FPGA芯片，到底有多重要？

FPGA中文全称为现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array），是逻辑芯片的一种。当然，逻辑芯片还包括CPU、GPU、DSP等通用处理器芯片，以及专用集成电路芯片ASIC。集成电路芯片包括数字芯片和模拟芯片两大类，数字芯片则可以分为存储器芯片和逻辑芯片。

FPGA主要由“可编程逻辑单元+输入输出单元+开关连线阵列”等三种功能单元构成。FPGA通常由可编程的逻辑单元（Logic Cell, LC）、输入输出单元（Input Output Block, IO）和开关连线阵列（Switch Box, SB）三种功能单元构成。FPGA的可编程性是通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现的，存储在存储器单元中查找表（LUT）值决定了逻辑单元的逻辑功能以及各模块之间或模块与I/O间的联接方式，开关阵列能够通过内部MOS管的开关控制信号连线的走向，因此用户可以通过对逻辑单元和开关阵列的编程，在FPGA内部形成不同逻辑电路，以满足所需功能。

对于FPGA芯片，其底层逻辑运算单元的连线逻辑布局并未固化，用户可通过EDA设计软件对逻辑单元和开关阵列编程，进行功能配置，从而去实现特定功能的集成电路芯片。而其他类别逻辑芯片，像CPU、GPU、ASIC等芯片，物理底层逻辑单元的运算关系均已固定且不可变。打个比方来说，如果CPU、GPU、ASIC等芯片是像建好了的楼房，则楼房中的房间、走廊及楼梯等路线方式已经固定。而FPGA芯片的内部类似霍格沃兹中的魔法楼梯，可以随时改变房间到房间的路线关系。并且，FPGA不需要像CPU、GPU那样在软件应用层面的指令系统编译，对FPGA进行编程是使用硬件描述语言，直接编译烧录为晶体管电路的组合，即直接用晶体管电路实现用户的算法。因此FPGA方案芯片无需像传统芯片制造需要流片，可以节约大量流片生产成本，也无需承担由流片带来的数个季度的时间成本。

由于FPGA是一种半定制芯片，具有现场可编程性，特别适用于需求物理运算逻辑需要持续更迭的应用领域。由于FPGA芯片通过专用EDA 软件现场对硬件进行编程即可实现具体功能，因而下游应用领域丰富，具体包括网络通信、消费电子、数据中心、汽车电子、人工智能等领域。

首先，5G技术迭代，将驱动FPGA量价齐升。目前 5G 技术仍然处于初期，标准仍未确定，通信基站中的通信协议需要经常变化和升级，市场很难快速推出成熟的5G ASIC芯片。而FPGA芯片具有可编程特性，在运算速度和延迟上均具有优势，在5G技术迭代升级过程较长以及技术不确定的情况下，是5G基站的必备选择。

其次就是在人工智能领域，FPGA同样有大用。人工智能早期，GPU凭借更多的计算能力和更快的内存连接速度使机器学习成为可能。随着算法的规模及复杂性提升，GPU能耗大等劣势逐步显现。而FPGA处理效率及灵活性具有显著优势，成为理想选择，潜力日益显现。人工智能算法的硬件芯片实现分为云侧处理和端侧处理。在云侧处理时，与GPU和ASIC相比，FPGA内在并行处理单元达到百万级，并行运算能力强大。且其可编程性可实现灵活搭建数据处理流水线，因此运算速度较快，数据访问延迟低，适合人工智能的实时决策。在端侧处理时，目前人工智能算法模型发展的重要趋势是将训练后的模型压缩后应用到推理环节，FPGA的可编程性、高吞吐量和低延迟能有效满足各神经网络设计的要求。通常情况下，FPGA会与 CPU搭配，起到CPU加速卡的作用，即把CPU的部分数据运算卸载至FPGA，将部分小实时处理/加速定制化的计算交由FPGA执行。

在汽车电子领域，FPGA同样起着关键作用。汽车电子行业对FPGA的需求主要来自于ADAS（智能感知系统）和AV（自动驾驶），需要对来自多个传感器（具有不同类型的接口、数据速率等）的大量数据进行处理，需要能够满足灵活 I/O 接口和高数据速率要求的 FPGA进行支撑。当GPU进行深度学习推理时，需要大量并行数据的并行处理，以通过单指令多数据（SMID）。相比之下，FPGA进行无批次处理，具有低且确定的延迟，以及更高的吞吐量和一致的计算效率，由此，FPGA成为ADAS解决方案的重要组成部分。随着（智能电动车）驾驶自动化水平从 ADAS Level 1等级逐步演进到全自动驾驶 Level 5等级，对环境进行感知的传感器数量将激增以确保安全，且图像传感器要求更高分辨率、像素深度和帧速率，需要多个通信接口和高数据带宽。简直之就是，FPGA在汽车电子领域的市场规模将不断扩大。

在工业控制领域中，FPGA芯片被大量应用在视频处理、图像处理、数控机床等领域以实现信号控制和运算加速功能。在消费电子领域，FPGA芯片可用于智能手机、无人机、智能电视、AR/VR等终端设备中。

毋庸置疑的是，随着当下应用端对AI机器学习、边缘计算、5G等新技术需求的日益暴涨，新兴应用是刺激计算架构加速革新的根本驱动力，FPGA芯片的重要性日益凸显。

半导体业者表示，灵活可编程、低延时、实时性强，高效能等特性，决定了FPGA芯片的不可替代性，AMD愿意以350亿美元的高价收购赛灵思，也恰恰表明了FPGA芯片在未来5G、AI、数据中心、云计算等领域的重要地位。

2，FPGA芯片市场基本被美国厂商垄断，以复旦微电和安路科技为代表的国产厂商将来能否突围？

据Frost&Sullivan数据统计，预计全球FPGA芯片市场规模将从2021年的68.6亿美元增长至2025年的125.8亿美元。但纵观全球以及中国FPGA市场，当前却是呈现寡头垄断格局。

2019年，赛灵思和阿尔特拉（已被英特尔收购）分别占据全球FPGA市场份额的52%和35%，遥遥领先；莱迪思和美高森美均占据5%的市场份额。由于技术壁垒高、更新换代速度快，全球FPGA市场当前高度集中于四家美国厂商——赛灵思、阿尔特拉、莱迪思、美高森美，中国厂商在市场上占比其实很低。

同样是在2019年，以出货量统计，赛灵思、阿尔特拉、莱迪思和安路科技在中国FPGA市场占据的份额分别为36.6%、25.3%、23.2%和6.0%；以销售额计，赛灵思、阿尔特拉、莱迪思和安路科技分别占据55.1%、36.0%、5.2%和0.9%的市场份额。尽管国外厂商占比仍然较高，但国内厂商有所突破。

在此，就有必要简单提一下安路科技。在复旦微电上市前，由华大半导体、大基金、士兰微参股的国产FPGA厂商上海安路科技也已过会，科创板即将迎来两家国产FPGA芯片供应商。2020年，安路科技的FPGA芯片营收为2.8亿元，并且FPGA 芯片产品已形成以SALPHOENIX高性能产品系列、SALEAGLE高性价比产品系列和SALELF低功耗产品系列组成的产品矩阵。2019年，安路科技的FPGA芯片在中国市场排名第四，在国产品牌中排名第一。2020年，该公司的产品出货量突破2000万颗。目前，公司的28nm FPGA产品已正式量产，FinFET工艺产品已开展预研。

然而，在上述四家美国巨头主导大额市占率的背景下国产厂商的市场空间能有多大呢？在制程节点方面，国产FPGA厂商与国际巨头之间仍存在较大的差距。据悉，赛灵思和阿尔特拉于2011年率先发布了28nm工艺制程FPGA，并于2013年量产，到目前已经推出7nm FinFET制程工艺产品。反观复旦微电，根据招股书显示，复旦微电于2018年第二季度推出28nm工艺制程的亿门级FPGA产品，后于2019年正式销售，目前已开启14/16nm工艺制程的10亿门级FPGA产品的研发进程，预计2021~2022年进行产品流片，于2023年实现产品量产。另外，公开信息显示，紫光同创于2020年初发布了28nm工艺制程的千万门级FPGA产品，安路科技同样于2020年推出28nm制程的FPGA产品；紫光国微在今年5月回复投资者提问时称，深圳子公司提供特种FPGA产品，生产制程包括28nm工艺。

对此，半导体业者坦言，国内厂商在技术水平、成本控制能力、软件易用性等方面都与头部FPGA厂商存在较大的差距。不过，招商证券研究所认为，目前在28nm~90nm制程工艺区间内的FPGA芯片由于其较高的性价比，与较高的良品率依然占据了市场的主要地位。由于先进制程产品具有更低功耗与面积和更高的性能，28nm以下制程工艺的FPGA芯片预计将快速发展。此外，在高算力、低功耗和低研发成本的应用需求发展趋势下，复旦微电和安路科技均在使用募集资金投向SoC+FPGA一体化的方向开展研发，即原本需要多颗芯片才能完成的任务，通过一颗可编程片上系统芯片就可实现，并且功耗更低、使用更方便、面积更小。总而言之，随着未来5G、人工智能等领域的带动，未来对于FPGA的需求会进一步加大，虽然目前国产FPGA厂商市场占有率还不高，差距也很大，但也意味着未来成长空间不小。

（我为科技狂整理，部分内容源自券商报告）