FPGA 江湖，山雨欲来

前不久，英特尔通过官网宣布将负责开发英特尔的 Agilex、Stratix 和其他 FPGA 产品的可编程解决方案部门（PSG）剥离，作为独立业务运营，目标是在两到三年后 IPO 中出售部分业务。

当英特尔正式宣布分拆 FPGA 业务时，FPGA 江湖的风又开始飞扬。

FPGA 江湖之争

FPGA 起源

FPGA（现场可编程门阵列）是可重构的计算机芯片，可以通过编程实现任何数字硬件电路。FPGA 可以在制造后重新编程以模拟数字电路，非常适合在批量生产前制作新功能的原型，或者服务于对于定制芯片来说不经济的罕见用例。

在集成电路的历史上，能够实现这个功能的器件并非只有 FPGA，但 FPGA 是目前为止商业上最成功的。

二十世纪 70 年代时，如果有人想要在某些实际硬件上制作原型并测试其逻辑功能，那么他们基本上只有两种选择。一种是 TTL 芯片，但是 TTL 芯片会受到电路板尺寸和功耗限制的限制。另一种是定制芯片（ASIC），但是定制芯片会产生大量的前期成本。因为需要要支付光掩模费用，然后等待数月的制造时间。如果在设计中犯了一个错误，那么就无法准确地编辑 JS 文件并重新编译。

1980 年，Altera 成立了。Altera 率先推出了复杂可编程逻辑器件，可以采用一堆较小的 PAL，并使用交叉连接将它们连接起来，以提高可扩展性。Altera 的复杂可编程逻辑器件向前迈出了一步。

之后，赛灵思创立了并且发布了第一款 FPGA，Xilinx XC2064。XC2064 是一款大型芯片，约有 85,000 个晶体管，排列成 64 个可配置逻辑块和 58 个输入/输出块。虽然从今天来看不足为奇，但第一款 FPGA 还是在市场上站稳了脚跟。

之后，随着晶体管成本大幅度下降以及独立代工工厂的出现，FPGA 踩中了技术和商业的交叉点，开始蓬勃发展。

Altera 和赛灵思的垄断时代

赛灵思和 Altera 不断推出新产品，提高逻辑密度和性能，并积极与客户合作开发定制解决方案，不断占据市场份额。使得全球 FPGA 市场一度形成双寡头垄断格局，这两家企业占据了近 90% 的市场（赛灵思以 56% 的占有率排第一、Altera 以 31% 的占有率排第二）。

赛灵思和 Altera 两家引领者修筑专利壁垒，手握近 10000+核心专利，强大的专利壁垒使得 FPGA 的进入门槛很高。

近 40 年来，先后有超过 60 家以上的公司从事过 FPGA 技术与产品的研发，其中包括英特尔、IBM、AMD、TI、GE、AT&T、摩托罗拉、朗讯、三星、东芝、飞利浦等实力雄厚的大公司，但绝大多数在耗费了上亿美元后功亏一篑。

围绕数据中心，FPGA 龙头的「被收购」时代

不过，自研不成靠「收购」。接下来的时间里，FPGA 两大巨头相继被英特尔和 AMD 收购。

遥想 2015 年时，x86 还在数据中心计算占据绝对垄断地位，现金充裕的英特尔斥资 176 亿美元收购了 FPGA 制造商 Altera。在 Altera 的基础上，英特尔成立了可编程事业部。在接下来的多年中，英特尔建立了令人瞩目的 FPGA 业务。

英特尔收购 Altera 的一个重要原因就是，希望通过增加数据中心高利润芯片产品，弥补个人电脑（PC）领域需求放缓带来的影响。在收购的三年后，英特尔宣布旗下 FPGA 已经被正式用于主流数据中心 OEM 厂商中。

FPGA 的江湖仍在变换，随着 2022 年 AMD 正式官宣对赛灵思的收购，宣布了「一个时代的结束。」

在收购时，AMD 总裁兼首席执行官苏姿丰表示，通过收购赛灵思，AMD 能进一步扩展一些关键市场，如数据中心市场，以及 5G 通信、汽车、工业、航空航天和国防市场。AMD 同样希望依靠赛灵思的 FPGA 补足数据中心的能力。

至此，英特尔收购 FPGA 排名第二的 Altera，AMD 收购排名第一的赛灵思，FPGA 的新江湖开始了。

FPGA 不死

这么来看无论是英特尔还是 AMD，都早早将目标瞄准了数据中心市场。

目前，数据中心有两个主要趋势：第一，数据流量的增加；第二，计算密集型应用程序的增加。这其中主要的挑战就是，数据中心不仅必须能够处理增加的数据和更严格的计算，而且需要使用更低的功耗和更高的性能。

数据中心一直是 FPGA 被寄予厚望的市场。FPGA 的可重构性和并行处理能力可以无缝集成到现有的 HPC 基础设施中，补充传统的基于 CPU 的集群和基于 GPU 的系统。通过将特定任务卸载到 FPGA，HPC 系统可以实现更高的性能、更低的功耗并提高效率。

在数据中心，FPGA 相比 GPU 的核心优势在于延迟。微软亚洲研究院的李博杰曾举例，像必应搜索排序这样的任务，如果使用 GPU 来加速，要想充分利用 GPU 的计算能力，batchsize 就不能太小，延迟将高达毫秒量级。使用 FPGA 来加速的话，只需要微秒级的 PCIe 延迟。

因此，很多企业都在部署 FPGA。目前，阿里云、腾讯云、百度云等国内云服务公司都已经在硬件加速方面选用 FPGA。比如，我们看到腾讯于 2017 年就曾推出国内首款高性能异构计算基础设施 FPGA 云服务器，这款采用异构计算架构的云服务器相较于传统 CPU 服务器，性能提升在 30 倍以上。目前，在腾讯云的硬件基础设施里，FPGA 已经在计算、网络、存储三大重要节点充当加速器角色。

依据赛灵思在被收购之前发布的 2022 财年 Q3 财报显示，数据中心分部对于公司的收入占比为 11%，其份额每个季度都在稳健增加，年增速则为 81%。

英特尔拆分 FPGA，FPGA 风雨欲来

回到英特尔拆分 FPGA 这件事上，负责英特尔 FPGA 的部门就是可编程解决方案部门（PSG）。

受到个人电脑市场衰退影响，英特尔最近的营收表现略显疲软。2023 财年一季度创下今 13 年最低季度收入，且连续亏损的情况，但是这个部门的营收表现一直不错。

虽然在 2022 年第一季度，英特尔停止将 PSG 作为独立的财务部门。依据此前披露的数据来看，这个部门平均每个季度的收入非常稳定，在 5 亿美元左右，甚至在截止公布前的最后几个季度还还创下了 7 亿美元的记录。

2022 年英特尔 FPGA 的市场规模达到 90 亿美元，根据目前的出货量，2023 年更是可以达到 100 亿美元。

目前，已经发布的的 Agilex 系列中，已经面世的只有 50k 逻辑门以上的 Agilex 5、Agilex 7 和 Agilex 9，其中 Agilex 9 是为 Direct RF 高速应用打造的，结合了英特尔最先进的 AIB 和 EMIB 制造技术，今年推出 Agilex 3 FPGA 系列。

因此，英特尔之所以剥离 PSG，并不是因为该业务部门表现不佳或处于商品化、低利润的市场，而是认为如果没有英特尔庞大的业务和压力，PSG 的表现可能会更好。

英特尔认为 PSG 一直未能满足 FPGA 真正高增长、高盈利的市场需求，例如工业、汽车、国防和航空航天。根据英特尔提供的数据，FPGA 全球市场未来五年的年复合增幅或在 9% 以上，由 2023 年的 80 亿美元扩大至 2027 年的 115 亿美元。

香农•波林（Shannon Poulin）是为 PSG 首席运营官 (COO)。在一年前，香农•波林与外媒记者交流时承认 PSG 在 FPGA 产品方面存在问题，并且未能跟上满足供应商需求的步伐。香农•波林表示，英特尔既没有可用的产品，也没有针对现代制造工艺的低端市场的 FPGA 产品组合。

除了剥离 PSG，英特尔还计划 2-3 年内进行 IPO。这个举措有一点 Mobileye 的影子，也就是英特尔保持多数股权，同时仍然释放该业务部门以更独立地运营。这样一来，PSG 就可以自由地调整公司的产品组合和定位，以便最好地服务于更广泛的 FPGA 市场，而不仅仅是英特尔以数据中心为中心服务。

此外，从长远来看，英特尔可以将成功首次公开募股的利润收入囊中，同时减少一个需要管理的业务部门，从而使英特尔能够将资金和时间投入到自己更优先的企业（例如晶圆厂）中。

自从两年前任命现任首席执行官帕特·基辛格 (Pat Gelsinger) 以来，英特尔已经出售或剥离了多个业务部门，包括 SSD 业务、NUC 迷你 PC 业务、Mobileye ADAS 部门等。通过关闭活着出售非核心业务，继续将战略中心聚焦于 IDM 2.0。

FPGA 的生意，接下来怎么做？

将 FPGA 从英特尔核心业务中剥离出来，引发了人们对 AMD 斥资 490 亿美元收购赛灵思的质疑。拥有紧凑产品组合的英特尔和拥有全面芯片产品组合的 AMD，正走向相反的方向。

不过，关注 AI 已经是两家企业的共识。目前，英特尔、AMD、NVIDIA 三巨头都有各自丰富的 AI 软硬件解决方案，CPU、GPU 可以做，但又各自不同。

英特尔 CPU 历史悠久，一直占据领导地位；英伟达 GPU 优势很大，但 CPU 受到限制，走 Arm 架构。AMD 综合性能最强，产品涉及 CPU、GPU、FPGA 和自适应 SoC 产品。

FPGA 已经存在多年，随着人工智能的崛起，对于需要频繁变化底层模型的人工智能推理需求，FPGA 是一个合适的选择。那么现在的问题就是，对于 FPGA 来说到底是拆分独立，还是合并发展更能适应时代的潮流。

正如分析师陆行之的问题：「我很想知道 AMD 首席执行官苏姿丰以后如何处理赛灵思，是灵活性重要，还是集成芯片设计重要?」