프로그래밍 가능한 실리콘 시장

시장 개요

Reed Intelligence에 따르면, 프로그래밍 가능 실리콘 시장 규모는 예측 기간 동안 약 12.5%의 CAGR 로 성장할 것으로 예상됩니다.

프로그래밍 가능 실리콘은 개인화하거나 지정된 작업을 수행하도록 프로그래밍할 수 있는 일종의 집적 회로(IC) 또는 반도체 장치입니다. 칩이 생성된 후 하드웨어 기능을 사용자 정의하고 재구성할 수 있어 더 많은 유연성과 적응성을 제공합니다.

프로그래밍 가능한 실리콘에는 두 가지 주요 유형이 있습니다. 필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이와 복합 프로그래밍 가능 논리 장치. FPGA는 사용자 정의 가능한 논리 블록(CLB)과 프로그래밍 가능한 상호 연결로 구성된 프로그래밍 가능한 실리콘 장치입니다. 이들은 매우 적응력이 뛰어나 사용자가 논리 게이트와 이들 간의 연결을 수정하여 고유한 디지털 회로를 만들 수 있습니다. PLD는 크기와 기능 면에서 FPGA와 동일하지만 더 작습니다. 이들은 FPGA와 유사하며 프로그래밍 가능한 논리 블록과 프로그래밍 가능한 상호 연결로 구성되지만 더 간단한 논리 설계와 소규모 프로젝트에 더 적합합니다.

이러한 제품은 기존의 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit)에 필요한 값비싸고 시간이 많이 걸리는 마스크 변경 없이도 전문화된 디지털 회로의 신속한 프로토타입 제작 및 개발을 가능하게 합니다. 프로그래밍 가능한 실리콘은 설계 및 생산 주기를 최소화하여 출시 시간을 단축합니다. 빠른 설계 주기와 변경을 가능하게 하여 새로운 요구 사항에 적응하거나 오류를 수정하는 것을 더 쉽게 만듭니다. 프로그래밍 가능한 실리콘은 각 애플리케이션에 대해 특별히 제작된 칩의 필요성을 줄여줍니다. 소량에서 중량 생산 또는 최종 설계가 시간이 지남에 따라 변경될 수 있는 경우에 더 비용 효율적인 옵션입니다.

시장 동향

시장 동인

• 커스터마이징에 대한 수요 증가

사용자 정의에 대한 수요는 프로그래밍 가능 실리콘 시장의 전반적인 성장을 뒷받침합니다. 산업이 개별적인 요구를 충족하는 사용자 정의 옵션을 원하기 때문에 FPGA 및 ASIC과 같은 프로그래밍 가능 실리콘은 사용자 정의에 필요한 유연성과 적응성을 제공합니다. 사용자 정의 요구 사항은 비즈니스와 애플리케이션에 따라 다릅니다. 프로그래밍 가능 실리콘 장치를 사용하면 설계자가 고유한 기능, 알고리즘 및 인터페이스를 만들 수 있으므로 다양한 애플리케이션에 적합합니다. 통신, 자동차, 항공우주, 가전 제품 및 데이터 센터와 같은 산업은 프로그래밍 가능 실리콘의 사용자 정의 기능을 사용하여 특정 요구 사항을 해결하여 이러한 산업의 수요를 촉진합니다. 이는 프로그래밍 가능 실리콘 시장에 대한 수요를 촉진합니다.

• FPGA 기술의 발전

FPGA 기술은 끊임없이 변화하고 있으며, 그 결과 향상된 성능 기능과 로직 유닛 및 메모리의 더 높은 용량이 제공됩니다. FPGA 아키텍처, 제조 기술 및 설계 도구의 발전으로 더 높은 클록 속도, 향상된 전력 효율성 및 더 높은 로직 밀도가 가능해졌습니다. 이를 통해 고급 설계 및 더 높은 성능의 애플리케이션을 만들 수 있으며, FPGA 기반 프로그래밍 가능 실리콘 솔루션에 대한 수요가 증가합니다. FPGA 기술의 발전으로 고속 트랜시버, DSP 유닛, 임베디드 프로세서 및 메모리 인터페이스를 포함한 수많은 기능 블록을 FPGA 패브릭에 직접 통합할 수 있습니다. 이러한 통합을 통해 설계자는 광범위한 기능 세트와 향상된 유연성을 통해 다양한 애플리케이션 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 따라서 FPGA 기반 프로그래밍 가능 실리콘 솔루션은 프로그래밍 가능 실리콘 시장을 주도하는 특수 기능을 제공할 수 있습니다.

시장 제약

• 높은 비용

프로그래밍 가능 실리콘 장치의 높은 비용은 가격에 민감한 기업이나 산업에서 채택을 방해할 수 있습니다. 재정이 부족한 기업은 특히 저렴한 대안이 있는 경우 비용이 많이 드는 프로그래밍 가능 실리콘 솔루션에 투자하기 어려울 수 있습니다. 이로 인해 새로운 회사나 사람이 업계에 진입하기 어렵습니다. 제조업체와 개발자의 이익 마진이 영향을 받을 수 있습니다. 고객은 프로그래밍 가능 실리콘의 높은 비용으로 인해 표준화된 솔루션이나 기성품 집적 회로를 선호할 수 있습니다. 이로 인해 수정 및 사용자 정의의 이점이 비용 고려 사항을 초과하는 특수 시장이나 애플리케이션에 집중하게 되었습니다. 따라서 높은 비용은 투자자가 프로그래밍 가능 실리콘 시장에 투자하는 데 장벽이 될 수 있습니다.

시장 범위

세그먼트 분석

유형별 세분화

• FPGA

FPGA는 Field-Programmable Gate Array의 약자로, 디지털 로직과 전기 회로에 대한 다재다능성과 구성성이 뛰어난 프로그래밍 가능한 실리콘 디바이스입니다. 생산 후 FPGA는 재프로그래밍이 가능하도록 개발되어 사용자가 특정 애플리케이션 요구 사항에 맞게 디바이스의 기능과 동작을 변경할 수 있습니다. FPGA는 유연성이 뛰어나 다양한 로직 기능과 회로를 수행하도록 수정하거나 재프로그래밍할 수 있습니다. FPGA는 프로그래밍 가능한 라우팅 채널로 연결된 구성 가능한 로직 블록(CLB) 배열로 구성됩니다. 사용자는 일반적으로 Verilog 또는 VHDL과 같은 하드웨어 설명 언어(HDL)를 사용하여 FPGA를 프로그래밍합니다. FPGA는 통신, 자동차, 항공우주 및 산업 자동화를 포함한 다양한 산업의 다양한 애플리케이션에 적합합니다.

• CPLD

CPLD는 Complex Programmable Logic Device의 약자입니다. 프로그래밍은 VHDL 또는 Verilog와 같은 하드웨어 설명 언어(HDL) 또는 CPLD 제조업체에서 제공하는 전문 소프트웨어 도구를 사용하여 수행됩니다. CPLD는 디지털 논리 연산을 구현하여 디지털 시스템 내에서 특정 작업을 실행하도록 설계되었습니다. 일반적인 고정 기능 논리 회로와 비교하여 더 큰 유연성, 재구성 가능성 및 더 빠른 출시 시간을 제공합니다. CPLD는 FPGA와 같은 더 큰 프로그래밍 가능 실리콘 장치보다 전력을 덜 사용합니다. 크기가 작고 논리 용량이 감소했기 때문에 전력 소모가 적어 전력이 제한된 환경이나 배터리 구동 장치가 있는 애플리케이션에 적합합니다. CPLD는 반복적으로 재프로그래밍할 수 있으므로 설계 변경 및 반복적 개발 주기가 가능합니다.

응용 프로그램별 세분화

• 항공우주 및 방위

고속 데이터 인터페이스와 전문 통신 알고리즘은 FPGA와 ASIC를 사용하여 위성 통신, 레이더 시스템 및 보안 군사 네트워크에서 구현할 수 있습니다. 항공기의 항공 전자 시스템은 강력한 처리 기술이 필요합니다. 비행 제어 시스템, 조종석 디스플레이, 내비게이션 및 데이터 수집 시스템은 프로그래밍 가능한 실리콘을 사용합니다. FPGA와 ASIC는 실시간 정보, 센서 통합, 프로토콜 변환 및 제어 기능을 제공하여 안전성, 효율성 및 인식을 향상시킵니다. FPGA와 ASIC는 자율 비행 제어, 센서 융합, 실시간 이미지 처리 및 내비게이션 알고리즘을 통해 UAV 시스템의 성능을 향상시킵니다. 또한 항공 우주에서 암호화 알고리즘, 보안 키 저장 및 보안 통신 프로토콜을 구현할 수 있으며 민감한 데이터의 안전을 보장하는 시스템을 정의하여 사이버 보안을 향상시킵니다.

• 자동차

센서 융합, 이미지 처리, 레이더 신호 처리 및 데이터 전송은 모두 프로그래밍 가능한 실리콘에 의존하는 고급 운전자 지원 시스템 기술의 기능입니다. FPGA 및 ASIC은 실시간 센서 데이터 처리를 허용하여 적응형 크루즈 컨트롤, 충돌 회피, 차선 이탈 경고 및 자동 비상 제동과 같은 ADAS 기능의 정확성과 응답성을 개선합니다. 이를 통해 차량에서 내비게이션 시스템, 스마트폰 연결, 엔터테인먼트 서비스 및 통신 기능을 보다 쉽게 통합할 수 있습니다. 엔진 제어 장치는 엔진 작동의 여러 부분을 관리하고 제어하며 프로그래밍 가능한 실리콘에 크게 의존합니다. 연료 분사, 점화 타이밍, 배출 관리 및 기타 엔진 특성은 FPGA를 사용하여 정밀하게 제어할 수 있습니다. 토크 관리, 변속기 제어, 전기 자동차의 모터 제어, 하이브리드 시스템 제어 및 전력 시스템의 에너지 관리가 FPGA를 통해 실현 가능합니다.

• 가전제품

프로그래밍 가능한 실리콘은 신호 처리, 디스플레이 인터페이스, 오디오 코덱, 카메라 이미지 처리, 센서 통합과 같은 다양한 기능을 허용하기 때문에 스마트폰과 태블릿에 필수적입니다. 게임 콘솔에서 프로그래밍 가능한 실리콘은 복잡한 그래픽 렌더링, 오디오 처리, 사용자 입출력 인터페이스를 제어하는 데 사용됩니다. FPGA는 성능을 개선하고 보다 부드러운 게임 경험을 제공합니다. 텔레비전과 셋톱 박스에서 프로그래밍 가능한 실리콘 장치는 비디오 처리, 멀티미디어 스트리밍, 사용자 인터페이스 사용자 정의, 네트워킹 가능성을 포함한 다양한 기능에 사용됩니다. 프로그래밍 가능한 실리콘을 사용하는 스마트워치, 피트니스 트래커, 안경과 같은 장치.

• 산업

프로그래밍 가능 실리콘은 기지국, 라우터, 스위치, 네트워크 처리 장치와 같은 통신 인프라에 일반적으로 사용됩니다. FPGA는 통신 네트워크에서 유연하고 효율적인 데이터 처리, 패킷 스위칭, 프로토콜 구현 및 신호 처리를 제공합니다. 레이더 시스템, 항공 전자 장치, 위성 통신, 전자전 시스템, 무인 항공기(UAV) 및 미사일 유도 시스템은 항공 우주 및 군사 산업에서 프로그래밍 가능 실리콘에 의존합니다. 자동차 산업은 주로 프로그래밍 가능 실리콘에 의존하며, 특히 고급 운전자 지원 시스템(ADAS), 인포테인먼트 시스템, 차량 연결 및 엔진 제어 장치(ECU)에서 그렇습니다. 프로그래밍 가능 실리콘을 사용하는 의료 기기에는 초음파 기계, 영상 시스템, 환자 모니터링 시스템 및 의료 계측기가 있습니다. FPGA는 실시간 신호 처리, 이미지 분석 및 데이터 수집을 허용하여 보다 정확하고 효율적인 의료 진단 및 치료를 제공합니다.

• 의료

프로그래밍 가능한 실리콘은 일반적으로 컴퓨터 단층 촬영(CT) 스캐너, 자기 공명 영상(MRI) 기계, 초음파 장치, X선 시스템과 같은 의료 영상 시스템에서 사용됩니다. FPGA는 전체 데이터 캡처 및 분석을 가속화하고 실시간 이미지 재구성 및 시각화를 허용하여 이미지 처리를 지원합니다. 프로그래밍 가능한 실리콘을 통해 원격 진료 및 원격 모니터링 장치의 개발이 가능해질 수 있습니다. 이러한 장치는 생체 신호, ECG 신호, 혈당 수치와 같은 환자 데이터를 실시간으로 수집하여 전송할 수 있습니다. 프로그래밍 가능한 실리콘은 수술 로봇, 주입 펌프, 미용 기계, 환자 모니터링 시스템과 같은 의료 장치를 제어하고 계측하는 데 사용됩니다. 프로그래밍 가능한 실리콘은 게놈 시퀀싱, 생물 정보학 및 맞춤형 치료에 필수적입니다. 의학 연구 및 프로토타입 제작에서 프로그래밍 가능한 실리콘은 새로운 의료 장치와 알고리즘을 신속하게 개발하고 테스트하는 데 사용됩니다.

• 연락

프로그래밍 가능한 실리콘은 라우터, 스위치, 네트워크 인터페이스 카드를 포함한 네트워킹 장치에서 중요합니다. 무선 통신 시스템은 기지국, 무선 액세스 포인트, 무선 모뎀과 같은 프로그래밍 가능한 실리콘을 사용합니다. FPGA는 변조/복조, 채널 코딩, 신호 처리 알고리즘을 통합하여 Wi-Fi, LTE, 5G 등과 같은 무선 프로토콜을 지원합니다. DWDM 시스템, 광 스위치, 트랜시버는 광 네트워킹에서 프로그래밍 가능한 실리콘의 거대한 응용 분야를 가지고 있습니다. 프로그래밍 가능한 실리콘은 방화벽, 침입 탐지 및 방지 시스템(IDPS), 가상 사설망(VPN) 게이트웨이와 같은 네트워크 보안 애플리케이션에서 일반적으로 사용됩니다. IoT 애플리케이션에서 프로그래밍 가능한 실리콘은 연결, 통신 및 데이터 처리에 사용됩니다.

지역 분석

북아메리카

북미의 의료 영상 소프트웨어는 8.5% CAGR로 개발될 것으로 예상됩니다. 의료 산업은 디지털 기술의 통합이 필요하며, 기업은 프로그래밍 가능 실리콘 시장에 진입할 수 있는 엄청난 기회가 있습니다. 기업은 운영 비용을 줄이고 효율성을 개선하기 위해 인프라를 빠르게 자동화하고 있습니다. 심장병은 미국에서 남성, 여성 및 대부분 인종 및 민족 집단의 사망의 주요 원인입니다. 미국 FDA는 심장 초음파 또는 심장 초음파 사진을 얻는 데 도움이 되는 소프트웨어의 배포를 승인했습니다. 이러한 요소는 의료 영상 장치에 사용되는 프로그래밍 가능 실리콘 시장을 주도하여 산업을 더욱 촉진합니다.

유럽

유럽의 무선 의료 시장은 21.5% CAGR로 성장할 것으로 예상됩니다. 유럽은 세계에서 가장 진보된 의료 산업 중 하나이며, 이 지역은 또한 현대 기술을 일찍 도입하여 무선 의료 서비스의 성장을 주도하고 있습니다. 프로그래밍 가능 실리콘 시장 성장에 영향을 미치는 주요 요인은 인구 고령화와 장기 만성 질환으로 인해 원격 환자 모니터링 솔루션에 대한 수요가 증가한 것입니다. 독일의 전자 기기 부문은 최근 몇 년 동안 상당히 확대되었습니다. 모바일 기기는 스마트폰 생태계가 향후 몇 년 동안 계속 성장하고 혁신함에 따라 독일의 전자 기기 시장에서 가장 큰 시장 점유율을 차지하고 있습니다. 프로그래밍 가능 실리콘 칩은 이러한 기기에서 발견됩니다. 결과적으로 이 지역의 이러한 제품에 대한 수요가 프로그래밍 가능 실리콘 시장 수요를 주도합니다.

아시아 태평양

인도 경제의 디지털화로 인해 인도는 세계에서 두 번째로 큰 디지털 고객 기반을 보유하게 되었습니다. 인도 경제를 디지털화하기 위한 정부의 디지털 모델은 농촌, 도시 및 신흥 지역 간의 장벽을 넘어 디지털 격차를 해소하고 국가의 가장 외딴 지역에도 기술을 제공했습니다. 다양한 상황에서 기기를 보호하기 위해 학생들이 가젯 보험에 가입하는 경우가 늘었고, 일반 대중 사이에서 다양한 형태의 가젯에 대한 수요가 증가하면서 프로그래밍 가능 실리콘 시장이 성장했습니다. 또한 전 세계 모든 부문에서 디지털화가 확대되면서 시장 성장이 촉진되었습니다. 영국의 자동차 리드 스위치/센서 시장은 5% CAGR로 성장할 것으로 예상됩니다. 센서 및 스위치 기술의 기술적 혁신으로 인해 고급, 소형, 고신뢰성 리드 스위치가 탄생했으며, 이는 자동차 산업에서 사용을 촉진하고 있습니다. 이는 이 지역의 프로그래밍 가능 실리콘 칩 수요를 촉진합니다.

남아메리카

라틴 아메리카 자동차 전기 액추에이터 시장은 6.3% CAGR로 성장할 것으로 예상됩니다. 이 지역의 자동화 및 디지털화 증가로 자동차 전기 액추에이터 시장이 성장하고 있습니다. 자동차 전기 액추에이터 시장은 특히 승용차에서 연료 효율성과 편안함에 대한 수요가 증가함에 따라 확대되고 있습니다. 최근 몇 년 동안 이 지역의 인지도와 구매 능력이 향상되어 자동차 장치가 전반적으로 증가했으며, 이로 인해 자동차 부문과 이 지역의 프로그래밍 가능 실리콘 시장 수요가 증가합니다.

주요 플레이어

1. 베어풋 네트웍스(Inter)
2. 래티스 반도체
3. 자일링스
4. 브로드컴 주식회사
5. 시놉시스
6. 마이크로세미 주식회사
7. 루센트
8. 사이프러스
9. 아트멜
10. 퀵로직

최근 개발 사항

2023년 4월: Magna International이 INEOS Automotive의 완전히 새로운 전기 SUV를 개발하도록 선정되었으며, 오스트리아 그라츠에서 생산이 시작될 예정입니다. Magna는 또한 차량의 전반적인 엔지니어링을 담당할 것입니다.