可编程硅市场

市场概况

根据 Reed Intelligence 的数据，可编程硅市场规模在预测期内将以约12.5% 的复合年增长率增长。

可编程硅是一种集成电路 (IC) 或半导体器件，可以个性化或编程以执行指定任务。它允许在芯片创建后定制和重新配置硬件功能，从而提供更大的灵活性和适应性。

可编程硅片主要有两种类型。现场可编程门阵列和复杂可编程逻辑器件。FPGA 是可编程硅片器件，由可定制逻辑块 (CLB) 和可编程互连组成。它们适应性很强，使用户能够修改逻辑门及其之间的连接，以制作独特的数字电路。PLD 的尺寸和功能与 FPGA 相同，但体积更小。它们与 FPGA 类似，由可编程逻辑块和可编程互连组成，但更适合更简单的逻辑设计和规模较小的项目。

它们可以快速制作原型并开发专用数字电路，而无需传统专用集成电路 (ASIC) 中所需的昂贵且耗时的掩模更改。可编程硅片可最大限度地缩短设计和生产周期，从而缩短上市时间。它可实现快速设计周期和更改，从而更容易适应新要求或纠正故障。可编程硅片减少了对每个应用专门构建芯片的需求。对于中小批量生产或最终设计可能随时间而变化的情况，它是一种更具成本效益的选择。

市场动态

市场驱动因素

• 定制需求不断增长

定制需求支撑了可编程硅片市场的整体增长。由于各行各业都希望获得满足其个性化需求的定制选项，可编程硅片（如 FPGA 和 ASIC）可提供定制所需的灵活性和适应性。定制要求因企业和应用而异。可编程硅片设备使设计人员能够创建独特的功能、算法和接口，使其适用于各种应用。电信、汽车、航空航天、消费电子和数据中心等行业使用可编程硅片的定制功能来满足特定需求，从而推动了这些行业的需求。这推动了可编程硅片市场的需求。

• FPGA 技术的进步

FPGA 技术在不断变化，从而提高了性能能力，提高了逻辑单元和内存的容量。FPGA 架构、制造技术和设计工具的进步实现了更高的时钟速率、更高的功率效率和更高的逻辑密度。这使得创建先进的设计和更高性能的应用程序成为可能，从而增加了对基于 FPGA 的可编程硅片解决方案的需求。FPGA 技术的进步允许将众多功能块（包括高速收发器、DSP 单元、嵌入式处理器和内存接口）直接集成到 FPGA 结构中。这种集成为设计人员提供了广泛的功能集和增强的灵活性，以满足各种应用需求。因此，基于 FPGA 的可编程硅片解决方案可以提供推动可编程硅片市场发展的专门功能。

市场限制

• 成本高昂

可编程硅器件的高成本可能会阻碍其在价格敏感的企业或行业的采用。资金有限的企业可能难以投资昂贵的可编程硅解决方案，尤其是在有更便宜的替代品可用的情况下。这使得新公司或新人难以进入该行业。制造商和开发商的利润率可能会受到影响。由于可编程硅的成本高昂，客户可能更喜欢标准化解决方案或现成的集成电路。这导致其专注于专业市场或应用，在这些市场或应用中，修改和定制的好处超过了成本考虑。因此，高成本可能是投资者投资可编程硅市场的障碍。

市场范围

节段分析

按类型细分

• FPGA

FPGA 是现场可编程门阵列。它是一种可编程硅器件，具有很强的通用性和可配置性，可用于数字逻辑和电路。生产后，FPGA 已发展为可重新编程，允许用户更改设备的功能和行为以满足特定的应用需求。由于其灵活性，FPGA 可以修改或重新编程以执行各种逻辑功能和电路。FPGA 由一系列可配置逻辑块 (CLB) 组成，这些逻辑块通过可编程路由通道连接在一起。用户通常使用硬件描述语言 (HDL)（例如 Verilog 或 VHDL）来编程 FPGA。FPGA 适用于各种行业的各种应用，包括电信、汽车、航空航天和工业自动化。

• 复杂可编程逻辑器件

CPLD 代表复杂可编程逻辑器件。编程使用硬件描述语言 (HDL)（例如 VHDL 或 Verilog）或 CPLD 制造商提供的专业软件工具完成。CPLD 旨在通过实施数字逻辑操作来执行数字系统内的某些作业。与典型的固定功能逻辑电路相比，它们具有更大的灵活性、可重构性和更快的上市时间。CPLD 比 FPGA 等更大的可编程硅器件耗电量更少。由于尺寸更小、逻辑容量更小，它们消耗的电量更少，因此非常适合功率受限的环境或电池供电设备的应用。CPLD 可以反复重新编程，从而允许进行设计更改和迭代开发周期。

按应用细分

• 航空航天和国防

高速数据接口和专用通信算法可以使用 FPGA 和 ASIC 在卫星通信、雷达系统和安全军事网络中实现。飞机上的航空电子系统需要强大的处理技能。飞行控制系统、驾驶舱显示器、导航和数据收集系统使用可编程硅片。FPGA 和 ASIC 提供实时信息、传感器集成、协议转换和控制功能，从而提高安全性、效率和意识。FPGA 和 ASIC 通过自主飞行控制、传感器融合、实时图像处理和导航算法提高了无人机系统的性能。它们还允许在航空航天中实施加密算法、安全密钥存储和安全通信协议，并定义确保敏感数据安全的系统，从而提高网络安全。

• 汽车

传感器融合、图像处理、雷达信号处理和数据传输都是依赖于可编程硅片的高级驾驶辅助系统技术的功能。FPGA 和 ASIC 可实现实时传感器数据处理，从而提高自适应巡航控制、防撞、车道偏离警告和自动紧急制动等 ADAS 功能的准确性和响应能力。它们使车辆中导航系统、智能手机连接、娱乐服务和通信功能的集成变得更加容易。发动机控制单元管理和控制发动机运行的不同部分，并且严重依赖可编程硅片。燃油喷射、点火正时、排放管理和其他发动机特性可以使用 FPGA 精确控制。扭矩管理、传动控制、电动汽车中的电机控制、混合动力系统控制和电力系统中的能源管理都是通过 FPGA 实现的。

• 消费电子产品

可编程硅片在智能手机和平板电脑中必不可少，因为它可以实现多种功能，例如信号处理、显示接口、音频编解码器、相机图像处理和传感器集成。在游戏机中，可编程硅片用于控制复杂的图形渲染、音频处理和用户输入/输出接口。FPGA 可提高性能并提供更流畅的游戏体验。在电视和机顶盒中，可编程硅片设备用于多种功能，包括视频处理、多媒体流、用户界面定制和联网可能性。智能手表、健身追踪器和眼镜等设备都使用可编程硅片。

• 工业的

可编程硅片通常用于电信基础设施，例如基站、路由器、交换机和网络处理单元。FPGA 可在通信网络中提供灵活高效的数据处理、数据包交换、协议实施和信号处理。雷达系统、航空电子设备、卫星通信、电子战系统、无人驾驶飞行器 (UAV) 和导弹制导系统都依赖于航空航天和军事工业中的可编程硅片。汽车行业在很大程度上依赖于可编程硅片，特别是在高级驾驶辅助系统 (ADAS)、信息娱乐系统、车辆连接和发动机控制单元 (ECU) 中。使用可编程硅片的医疗设备包括超声波机器、成像系统、患者监测系统和医疗仪器。FPGA 允许实时信号处理、图像分析和数据收集，从而实现更准确、更高效的医疗诊断和治疗。

• 医疗的

可编程硅片通常用于医疗成像系统，例如计算机断层扫描 (CT) 扫描仪、磁共振成像 (MRI) 机器、超声波设备和 X 射线系统。FPGA 通过加速整体数据捕获和分析并允许实时图像重建和可视化来帮助图像处理。可编程硅片可以实现远程医疗和远程监控设备的开发。这些设备可以实时收集和发送患者数据，例如生命体征、心电图信号和血糖水平。可编程硅片用于控制和检测医疗设备，例如手术机器人、输液泵、美容机器和患者监测系统。可编程硅片在基因组测序、生物信息学和定制治疗中至关重要。在医学研究和原型设计中，可编程硅片用于快速开发和测试新的医疗设备和算法。

• 通讯

可编程硅片在网络设备（包括路由器、交换机和网络接口卡）中非常重要。无线通信系统使用可编程硅片，例如基站、无线接入点和无线调制解调器。通过结合调制/解调、信道编码和信号处理算法，FPGA 可实现 Wi-Fi、LTE、5G 等无线协议。可编程硅片在光网络中的应用非常广泛，DWDM 系统、光交换机和收发器都采用了可编程硅片。可编程硅片通常用于网络安全应用，例如防火墙、入侵检测和预防系统 (IDPS) 和虚拟专用网络 (VPN) 网关。在物联网应用中，可编程硅片用于连接、通信和数据处理。

区域分析

北美

北美的医疗成像软件预计将以 8.5% 的复合年增长率发展。医疗保健行业需要数字技术的整合，公司有很大的机会进入可编程硅市场。公司正在迅速实现基础设施自动化，以降低运营成本并提高效率。心脏病是美国男性、女性和大多数种族和民族群体死亡的主要原因。美国 FDA 已批准分发软件以帮助获取心脏超声或超声心动图图片。这些因素推动了用于医疗成像设备的可编程硅市场，进一步推动了该行业的发展。

欧洲

欧洲无线医疗市场预计将以 21.5% 的复合年增长率增长。欧洲拥有世界上最先进的医疗保健行业之一，该地区也是现代技术的早期采用者，推动了无线医疗服务的兴起。影响可编程硅片市场增长的主要因素是由于人口老龄化和长期慢性疾病导致对远程患者监控解决方案的需求增加。近年来，德国电子产品行业大幅扩张。随着智能手机生态系统在未来几年继续增长和创新，移动设备在德国电子产品市场中占有最大的市场份额。这些设备中都有可编程硅片。因此，该地区对这些商品的需求推动了可编程硅片市场的需求。

亚太地区

印度经济的数字化使印度拥有了世界第二大数字客户群。政府数字化印度经济的数字模式跨越了农村、城市和新兴地区之间的障碍，缩小了数字鸿沟，并将技术带到了该国最偏远的地区。学生越来越接受小工具保险以保护他们的设备免受各种情况的影响，以及公众对各种形式小工具的需求增加，推动了可编程硅片市场的增长。此外，全球各个领域的数字化程度不断提高，支持了市场的增长。英国汽车簧片开关/传感器市场的复合年增长率预计为 5%。传感器和开关技术方面的技术突破带来了先进、紧凑且高度可靠的簧片开关，推动了它们在汽车行业的应用。这推动了该地区对可编程硅片的需求。

南美洲

拉丁美洲汽车电动执行器市场预计将以 6.3% 的复合年增长率增长。该地区自动化和数字化的不断提高正在推动汽车电动执行器市场的发展。由于燃油效率和舒适度需求的提高，尤其是乘用车，汽车电动执行器市场正在扩大。近年来，由于该地区的认知度和购买力的提高，汽车设备总体上有所增加，从而增加了该地区汽车行业和可编程硅片市场的需求。

关键人物

1. Barefoot Networks（国际）
2. 莱迪思半导体
3. 赛灵思
4. 博通公司
5. 新思科技
6. 美高森美公司
7. 朗讯
8. 柏
9. 爱特梅尔
10. 快逻辑

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2023 年 4 月：麦格纳国际被选中开发 INEOS Automotive 的全新电动 SUV，该车将于奥地利格拉茨投产。麦格纳还将负责该车的整体工程。