AGM观点：独立FPGA公司将不复存在
今年，超微半导体(amd)顺利完成了对fpga大厂赛灵思(xilinx)的巨型收购，该交易价值超过300亿美元，堪称芯片业的“世纪并购”。
那么赛灵思（xilinx）是做什么的，amd为什么要收购它呢？
赛灵思是fpga的发明者，fpga能够快速开发和成型，相较于其他标准类芯片，fpga并不需要长达数年的开发周期。
fpga（现场可编程门阵列）是可以快速动态重新配置的半导体器件。与其他类型的设备（例如cpu和gpu）相比，它们在各种工作负载中具有某些优势。
自从赛灵思发明了fpga，至今已经36年了，在这个期间，无数大公司想杀入这个领域，每过十年，就有一批公司退出或倒下（被收购），直到最后形成了fpga的双巨头格局。
从下表可以看出，这三十年间，fpga公司在不断消失。
目前的fpga市场上，xilinx和altera占据了绝大部分市场，剩下的残羹冷炙分给几家小公司，其中第三是当年紫光收购失败的lattice。
2015年，英特尔以167亿美元的价格收购了xilinx的主要竞争对手fpga制造商altera，并将该公司整合到其可编程解决方案集团（psg）中。自此以后，xilinx成为了fpga公司的独苗。
在高端芯片中，最顶端的明珠无疑属于cpu、gpu、fpga，自从intel收购altera，英伟达收购mellanox、arm，amd收购xilinx之后，高端芯片领域将迅速形成三足鼎立的格局。
intel的cpu很强，但是在两年内拼不过有台积电7nm加持的amd，其gpu明年也将发布。intel有altera的fpga技术。
amd目前则是cpu与gpu都还不错，cpu性能目前可以至少碾压intel两年时间。gpu也有一席之地，胜在便宜量又足。如果收购xilinx成功，将进占高端fpga领域。
英伟达的gpu非常强，如果收购arm成功，将在物联网领域得到cpu/mcu的核心技术，而他收购的mellanox，在服务器和存储连接领域将拥有巨大的优势。英伟达目前没有fpga，消化目前的收购是阶段重点。最新消息是英伟达收购arm已经失败，基本退出了这场核心cpu市场的竞争。
那么amd收购xilinx的技术动机在哪里呢？
两家公司有着在深度学习项目上紧密合作的历史，例如在amd epyc处理器上的xilinx深度学习解决方案。在数据中心服务器领域，紧密集成的cpu+fpga解决方案早已经不是新鲜事物了。
我来介绍一下这两个东西的融合史。
cpu长于控制，而fpga则擅长运算。因此，很早就有人想到了在fpga开发里引入cpu来进行逻辑控制，以弥补fpga的缺陷。
altera最早提出了sopc（system on a programmable chip，可编程片上系统）技术，这种技术使用fpga的逻辑和资源搭建的一个软核cpu系统，后来xilinx也进行了跟进。altera主推的软核是nios-ii，而xilinx主推的软核则是microblaze。
由于它们是厂商自己开发的一套封闭开发环境，没有形成行业标准，用起来不是很方便，因此一直没有流行起来。
随着大数据、物联网、ai的发展对于算力的需求增大，xilinx意识到不如让fpga给cpu做外设，直接在fpga集成arm的cortex-a系列处理器。fpga专门用于计算，除此之外的所有事，都由强大的cortex-a系列处理器来完成。
在2010年4月硅谷举行的嵌入式系统大会上，xilinx发布了zynq 7000系列fpga，它由双核a9+xilinx 7系列fpga组成。请注意，这已不再是单纯的fpga芯片，而是一个嵌入式fpga开发板。
zynq系列取得了巨大的成功，使之成为了主流算力加速解决方案。在zynq推出后，很多大学研究小组用它完成了卷积神经网络在fpga平台上的部署，实现了对卷积神经网络的硬件加速，对fpga加速器的研究一度成为人工智能领域的热门方向。
这种cpu+fpga模式也被altera迅速跟进，它们也推出了双核a9+altera fpga的开发平台，比如de1-soc等。严格来说，cortex-a9处理器不是单片机（即微控制器，mcu），而是微处理器（mpu），但是它们都是cpu。
接下来，arm成为了关键先生，在2015年arm终于决定开源自己的cortex-m0核。随后，arm又在2017年6月20日开源了cortex-m3核，并在2018年10月22日开源了cortex-a5核。designstart计划的不断推进，使得arm在物联网领域也逐渐建立起优势。
cortex-m0/m4核的开源，使得arm从fpga开发商手里接过了sopc的接力棒，传统的fpga开发时代也彻底终结了，新时代的fpga开发主要可分为两种：一种是开发板上本来就有硬核cpu，提供cpu+fpga的开发环境；另一种是开发板上没有硬核，但我们可以通过使用arm开源出来的verilog文件，用fpga的逻辑和资源搭建出一个软核cpu，也能构建起cpu+fpga的开发环境。
我们可以看到，现在的fpga已经被彻底边缘化了，在赛灵思的产品销售中，纯fpga芯片的销售量逐渐缩小，而cpu+fpga水涨船高。
考虑到在通信市场中比如华为基站对于纯高端fpga的需求还很大，这块市场赛灵思还不会放弃，但是随着华为被限供，赛灵思内部已经将华为订单剔除出kpi，将战略重点放在新方向上。
其实不只是cpu，现在的异构趋势下，mcu（mpu）、dsp和fpga都已经有融合的态势。
arm的m4系列里多加了一个精简的dsp核，ti的达芬奇系列本身就是arm+dsp结构，altera和xilinx新推出的fpga都包含了arm的核在里面。所以三者之间的关系是越来越像三基色的三个圆了。
最近几年，amd的数据中心处理器业务也在不断增长，与长期在该领域占据主导地位的英特尔展开越来越激烈的竞争，在服务器算力加速领域，双巨头都不约而同地采用了cpu+fpga的核心架构，赛灵思的加入将使amd在与英特尔的竞争中处于更有利的地位，并在快速增长的电信、国防市场中占据更大的份额。
另一个巨头英伟达唯有加强其云端gpu的优势，来和对手的cpu+fpga架构比拼，而数据中心的另一个大玩家谷歌，则在默默修炼其tpu处理器（其并行处理架构“脉动阵列”与fpga有相似之处），也不容小视。
总的来说，纯fpga芯片走向边缘已经非常清晰，而fpga技术本身不会消亡，必将会融合嵌入到新的异构环境中，与cpu、dsp通力合作，成为主流市场的必备兵器。
自从altera和xilinx被收购，国际上实际已不存在独立的fpga公司，lattice等小公司只占几个点的市场份额，已不值一提。
那么，这对于中国本土ic企业有什么启示呢？
agm微电子的观点是，未来很可能独立fpga公司不再有存在的意义，fpga技术将与cpu/mcu深度融合，成为异构计算的新模式。
这两年在国产替代的加持下，几家主要的民用fpga公司出货量均已远超去年，且其中纯fpga芯片的占比在减少，大头是集成了arm和fpga的高能效soc。
agm是国内老牌的fpga/cpld芯片企业，今年agm不但高调推出了与stm32兼容的ag32系列通用mcu，还推出了集成fpga的mcu32系列，在国内率先将fpga深度融合到cpu/mcu产品中。
如果客户的pcb板上既使用了mcu，又有fpga芯片，那么使用agm的这款定制芯片，可以帮助客户降低采购成本，并且节省pcb板的空间和层数，降低功耗，并降低制造成本。
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那么赛灵思（xilinx）是做什么的，amd为什么要收购它呢？
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自从赛灵思发明了fpga，至今已经36年了，在这个期间，无数大公司想杀入这个领域，每过十年，就有一批公司退出或倒下（被收购），直到最后形成了fpga的双巨头格局。
从下表可以看出，这三十年间，fpga公司在不断消失。
目前的fpga市场上，xilinx和altera占据了绝大部分市场，剩下的残羹冷炙分给几家小公司，其中第三是当年紫光收购失败的lattice。
2015年，英特尔以167亿美元的价格收购了xilinx的主要竞争对手fpga制造商altera，并将该公司整合到其可编程解决方案集团（psg）中。自此以后，xilinx成为了fpga公司的独苗。
在高端芯片中，最顶端的明珠无疑属于cpu、gpu、fpga，自从intel收购altera，英伟达收购mellanox、arm，amd收购xilinx之后，高端芯片领域将迅速形成三足鼎立的格局。
intel的cpu很强，但是在两年内拼不过有台积电7nm加持的amd，其gpu明年也将发布。intel有altera的fpga技术。
amd目前则是cpu与gpu都还不错，cpu性能目前可以至少碾压intel两年时间。gpu也有一席之地，胜在便宜量又足。如果收购xilinx成功，将进占高端fpga领域。
英伟达的gpu非常强，如果收购arm成功，将在物联网领域得到cpu/mcu的核心技术，而他收购的mellanox，在服务器和存储连接领域将拥有巨大的优势。英伟达目前没有fpga，消化目前的收购是阶段重点。最新消息是英伟达收购arm已经失败，基本退出了这场核心cpu市场的竞争。
那么amd收购xilinx的技术动机在哪里呢？
两家公司有着在深度学习项目上紧密合作的历史，例如在amd epyc处理器上的xilinx深度学习解决方案。在数据中心服务器领域，紧密集成的cpu+fpga解决方案早已经不是新鲜事物了。
我来介绍一下这两个东西的融合史。
cpu长于控制，而fpga则擅长运算。因此，很早就有人想到了在fpga开发里引入cpu来进行逻辑控制，以弥补fpga的缺陷。
altera最早提出了sopc（system on a programmable chip，可编程片上系统）技术，这种技术使用fpga的逻辑和资源搭建的一个软核cpu系统，后来xilinx也进行了跟进。altera主推的软核是nios-ii，而xilinx主推的软核则是microblaze。
由于它们是厂商自己开发的一套封闭开发环境，没有形成行业标准，用起来不是很方便，因此一直没有流行起来。
随着大数据、物联网、ai的发展对于算力的需求增大，xilinx意识到不如让fpga给cpu做外设，直接在fpga集成arm的cortex-a系列处理器。fpga专门用于计算，除此之外的所有事，都由强大的cortex-a系列处理器来完成。
在2010年4月硅谷举行的嵌入式系统大会上，xilinx发布了zynq 7000系列fpga，它由双核a9+xilinx 7系列fpga组成。请注意，这已不再是单纯的fpga芯片，而是一个嵌入式fpga开发板。
zynq系列取得了巨大的成功，使之成为了主流算力加速解决方案。在zynq推出后，很多大学研究小组用它完成了卷积神经网络在fpga平台上的部署，实现了对卷积神经网络的硬件加速，对fpga加速器的研究一度成为人工智能领域的热门方向。
这种cpu+fpga模式也被altera迅速跟进，它们也推出了双核a9+altera fpga的开发平台，比如de1-soc等。严格来说，cortex-a9处理器不是单片机（即微控制器，mcu），而是微处理器（mpu），但是它们都是cpu。
接下来，arm成为了关键先生，在2015年arm终于决定开源自己的cortex-m0核。随后，arm又在2017年6月20日开源了cortex-m3核，并在2018年10月22日开源了cortex-a5核。designstart计划的不断推进，使得arm在物联网领域也逐渐建立起优势。
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