1、 敬請參閱報告結尾處的免責聲明 東方財智 興盛之源 行業研究 東興證券股份有限公司證券研究報告 如何理解如何理解FPGAFPGA商業模式？龍頭商業模式？龍頭競爭優勢競爭優勢的來源？的來源？“FPGA五問五答”系列報告四 2023 年 12 月 25 日 看好/維持 電子電子 行業行業報告報告 分析師分析師 李美賢 電話：13718969817 郵箱 limx_ 執業證書編號：S1480521080004 投資摘要：FPGA 是一個高度集中的市場，龍頭賽靈思占據過半份額，前 4 名玩家合計份額 90%+。憑借高進入壁壘，清晰且確定的競爭格局，美股 FPGA 廠商的估值在同類數字芯片公司中均位居前

2、列。此外，龍頭賽靈思龍頭賽靈思在快速增長的市場，在快速增長的市場，維持了近維持了近 2020 年年 50%+50%+的的市場份額，以及較高的市場份額，以及較高的 ROICROIC 水平，足以說明其極強的競爭優勢。水平，足以說明其極強的競爭優勢。我們在系列報告一FPGA 給用戶提供了什么價值？中，闡述了 FPGA 的價值在于高靈活的特性和高并行的架構，我們亦提到了 FPGA 競爭的關鍵點在于：制程領先、產品定義、架構創新以及 EDA 工具的易用性。在本篇系列報告四中，我們我們將將闡述闡述 F FPGAPGA清晰的清晰的競爭格局背后的原因競爭格局背后的原因，通過對通過對 FPGAFPGA 全球三大

3、公司全球三大公司 XilinxXilinx、AlteraAltera 和和 LatticeLattice 的發展歷史進行了詳盡的復盤，的發展歷史進行了詳盡的復盤，系統地系統地回答回答這些問題：這些問題：FPGAFPGA 商業模式的本質是什么？商業模式的本質是什么？FPGAFPGA 廠商自身的價值在哪里？為什么龍頭能有這么強的護城河？廠商自身的價值在哪里？為什么龍頭能有這么強的護城河？我們認為，FPGA 的商業模式的本質是，用高標準化的芯片覆蓋長尾市場以產生經濟性，龍頭之所以能有強的壟斷性份額，是因為其在一種客戶鎖定下的規模經濟下運作，使得龍頭可以在多輪迭代中不斷積累自身優勢，侵蝕其他玩家的份額

4、，在這一過程中，落后的廠商不斷被淘汰，而行業的進入壁壘在不斷地提高。賽靈思成為龍頭的原因在于：1）制程領導者；2）對客戶的需求把握最好，優秀的競爭策略制定和執行能力；3）生態的培養效果最好。復盤復盤 19901990-20222022 年年 FPGAFPGA 競爭格局演變，我們發現了什么？競爭格局演變，我們發現了什么？制程競爭是貫穿 FPGA 整個發展歷史的競爭主線，制程領先是 FPGA市場份額最直接的決定因素。除此之外，在 FPGA 發展的不同階段，有著不同的階段競爭主線，實質是 FPGA 不同階段的性能突破點：門級數競爭是 FPGA 廠商第一階段的競爭主線（1984-2000），FPGA

5、不斷提升自身容量以獲得替代 ASIC 的市場，門級數領先者往往獲得大部分市場份額。集成度競爭是 FPGA 廠商第二階段的競爭主線（2000-2010），將板上分立的 DSP 等器件納入到 FPGA，背后是減少電路面積、降低功耗和系統成本的需求，先推出高集成度 FPGA 的廠商獲得了更多的替代 DSP 等競爭產品的份額。異構化競爭是 FPGA 目前的競爭主線（2010-今），FPGA 廠商競相推出 SoC FPGA，通過將板上的 CPU 等處理器嵌入到 FPGA 中，使得 SoC 既具備 CPU 的靈活性，又具備 FPGA 的高并行計算能力，進一步提升系統性能、減少板上面積和功耗，不斷并獲得來自

6、嵌入式處理的市場。FPGAFPGA 商業模式的本質？商業模式的本質？用高標準化的芯片覆蓋長尾市場以產生經濟性，這些小批量應用累積起來的出貨量足以支撐 FPGA 的制程不斷升級。FPGA 是高度標準化的芯片，通過改變 FPGA 中 LUT4 里面的 16 位掩碼，就能靈活地對應不同的組合電路，再結合寄存器，可以完成時序電路的功能，從而實現任意電路的“可編程”。隨著芯片制程的提升，研發成本變得愈發昂貴，為小批量的應用開發一顆 ASIC/ASSP 變得越來越不經濟，越來越多的客戶轉向使用 FPGA。為什么龍頭能有這么強的護城河？為什么龍頭能有這么強的護城河？因為其在一種客戶鎖定下的規模經濟下運作因為

7、其在一種客戶鎖定下的規模經濟下運作，使得龍頭可以在多輪迭代中不斷積累自身優勢，侵蝕其他玩家的份額，在這一過程中，落后的廠商不斷被淘汰，而行業的進入壁壘在不斷地提高。FPGAFPGA 如何鎖定客戶？如何鎖定客戶？由于最關鍵的布局布線只能在 FPGA 廠商自己的 EDA 中進行，使得 FPGA 的軟硬件形成極強的綁定。如無必要，客戶通常不會更換 FPGA 廠商，而是根據自身的量產計劃每年重復訂購，展現非常強的客戶粘性。同樣地，為了減少轉換成本，客戶會傾向于沿用上一代 FPGA 的供應商，跨代際的客戶黏性也非常強。如何理解如何理解 F FPGAPGA 的規模經濟？的規模經濟？價格上，FPGA 有著非

8、常陡峭的降價曲線；需求上，出貨量的頂峰一般在第 5-6 年達到，這使得FPGA 生命周期中約 60%的收入在前 6 年發生，后 9 年 FPGA 參與者通常面對的是量價齊跌的市場。由于量大的客戶在前兩年就會被領先的玩家鎖定，如果不能做到前兩年內推出新一代制程的產品，基本就會錯失這一代產品市場收入最多的階段。因此，對于 FPGA 廠商來說，競爭策略就是盡可能領先對手推出新一代的產品，在前 2 年完成盡量多的 Design-wins，以獲得更多被鎖定的客戶。在獲得強勁的 Design-wins 之后，FPGA 廠商憑借 HVM（High-Volume Manufacture）階段的大量訂單迅速降低

9、成本，并進一步開啟激進的降價，以阻止落后的競爭者進入。由于 FPGA 的 EDA 和硬件強綁定的特性，客戶轉換成本極高，FPGA的頭部廠商在獲客成本上出現規模經濟，高的在位優勢進一步提升了行業的進入壁壘。在 2-3 輪制程迭代后，落后的廠商愈發無法獲得足夠的收入以投入到下一代產品的開發，選擇退出，市場上其他玩家的比例會大幅減少，市場份額會向頭部集中，清晰的格局使得 FPGA 頭部廠商的毛利率均穩定維持在 60%+的高水平區間。FPGA 龍頭在研發上同樣具有規模經濟。此外，FPGA廠商收入曲線的本質是每一代產品收入曲線的疊加，必須每 2-3 年推出新品，以避免產品周期造成的收入下滑。我們從我們從

10、 FPGAFPGA 的客戶的視角分析，發現客戶對的客戶的視角分析，發現客戶對 FPGAFPGA 主要有兩大訴求主要有兩大訴求：一是為自己的產品獲得競爭力的提升，二是降低開發的風險。從客戶的視角延伸到 FPGA 競爭的關鍵因素，我們總結為以下六點：客戶關系、產品、IP 庫、軟件、制造和運營能力。我們認為，賽靈思成為龍頭的原因在于賽靈思成為龍頭的原因在于：1）制程領導者。2）對客戶的需求把握最好，優秀的競爭策略制定和執行能力。3）生態的培養效果最好。風險提示：風險提示：下游需求不及預期，中美貿易摩擦加劇。pWgUcZrVjUoX8VsUsUkX9P9R6MpNmMtRmPfQrQtRjMsQrP8

11、OpOqQwMrQwPvPqRnP 東興證券深度報告東興證券深度報告 如何理解 FPGA 商業模式？龍頭競爭優勢的來源？“FPGA 五問五答”系列報告四 P3 敬請參閱報告結尾處的免責聲明 東方財智 興盛之源 目目 錄錄 1.復盤復盤 1990-2022 年年 FPGA 競爭格局演變，我們發現了什么？競爭格局演變，我們發現了什么？.6 2.FPGA 商業模式的本質以及龍頭競爭優勢的來源？商業模式的本質以及龍頭競爭優勢的來源？.10 3.FPGA 廠商之間的競爭，究竟在廠商之間的競爭，究竟在“拼什么拼什么”？龍頭賽靈思如何培育競爭優勢？龍頭賽靈思如何培育競爭優勢？.17 4.風險提示風險提示.2

12、1 相關報告匯總相關報告匯總.22 插圖目錄插圖目錄 圖圖 1：1990-2022 年年 全球全球 FPGA 市場市場 TOP4 廠商市場份額變遷廠商市場份額變遷.4 圖圖 2：FPGA 龍頭龍頭 Xilinx 常年維持穩定的大比例份額（常年維持穩定的大比例份額（50%+），且），且 ROIC 穩定在穩定在 15%以上，競爭優勢極為突出以上，競爭優勢極為突出.5 圖圖 3：FPGA 廠商以穩定的高毛利、確定的市場份額，估值在數字芯片中位居前列（平均廠商以穩定的高毛利、確定的市場份額，估值在數字芯片中位居前列（平均 PE）.5 圖圖 4：1990-2022 年年 全球全球 FPGA 市場市場 T

13、OP4 廠商市場份額變遷及背后的驅動力廠商市場份額變遷及背后的驅動力.6 圖圖 5：90 年代年代 FPGA 門級數競爭下，領先的廠商往往獲得大部分份額，門級數競爭下，領先的廠商往往獲得大部分份額，Altera 曾憑借門級數領先在市占率上反超曾憑借門級數領先在市占率上反超 Xilinx.7 圖圖 6：2000-2010，FPGA 廠商在集成度上開展競爭廠商在集成度上開展競爭.8 圖圖 7：異構競爭是異構競爭是 FPGA 行業自行業自 2010 年開始的競爭主線年開始的競爭主線.9 圖圖 8：FPGA 面向的是小批量應用，累積的經濟性是其能夠不斷替代面向的是小批量應用，累積的經濟性是其能夠不斷替

14、代 ASIC 的原因的原因.10 圖圖 9：FPGA 的價格、需求以及生命周期內收入變化曲線的價格、需求以及生命周期內收入變化曲線.11 圖圖 10：為什么說制程領先對為什么說制程領先對 FPGA 非常重要？非常重要？.11 圖圖 11：FPGA 頭部玩家在客戶獲取上的規模優勢頭部玩家在客戶獲取上的規模優勢.12 圖圖 12：FPGA 的價格、需求以及生命周期內收入變化曲線模擬的價格、需求以及生命周期內收入變化曲線模擬.13 圖圖 13：FPGA 龍頭擁有極強的護城河，歷史上許多玩家撐不過龍頭擁有極強的護城河，歷史上許多玩家撐不過 5 年，退出者中不乏年，退出者中不乏 TI、三星等大型半導體公

15、司、三星等大型半導體公司.14 圖圖 14：FPGA 三大廠商三大廠商 Xilinx，Altera 和和 Lattice 自自 90 年代以來穩定的高毛利年代以來穩定的高毛利.15 圖圖 15：FPGA 龍頭研發上的規模經濟龍頭研發上的規模經濟.15 圖圖 16：FPGA 廠商的產品周期如何影響收入？廠商的產品周期如何影響收入？.16 圖圖 17：從從 FPGA 客戶的視角，發現客戶的視角，發現 FPGA 競爭的關鍵要素：如何更好地滿足客戶的需求？競爭的關鍵要素：如何更好地滿足客戶的需求？FPGA 公司的公司的價值在哪里？價值在哪里？.17 圖圖 18：FPGA 的競爭關鍵因素，以及龍頭賽靈思

16、在這些因素上的獨特優勢的競爭關鍵因素，以及龍頭賽靈思在這些因素上的獨特優勢.18 圖圖 19：Altera 曾經因為曾經因為 Excalibur 丟失了大部分市場份額丟失了大部分市場份額.19 圖圖 20：Xilinx 和和 Altera/Intel 如何培養用戶黏性？如何培養用戶黏性？.20 P4 東興證券深度報告東興證券深度報告 如何理解 FPGA 商業模式？龍頭競爭優勢的來源？“FPGA 五問五答”系列報告四 敬請參閱報告結尾處的免責聲明 東方財智 興盛之源 我們在系列報告一FPGA 給用戶提供了什么價值？闡述了 FPGA 的價值在于高靈活性及高并行超低時延的計算能力，我們亦提到了 FP

17、GA 競爭的關鍵點在于：制程領先、產品定義、架構創新以及 EDA 工具的易用性。在本篇系列報告四中，我們將系統地回答這些問題：FPGA 廠商自身廠商自身的價值在哪里的價值在哪里？FPGA 廠商的競廠商的競爭究竟在拼什么？龍頭賽靈思是如何培育競爭優勢的？爭究竟在拼什么？龍頭賽靈思是如何培育競爭優勢的？FPGA 是一個高度集中的市場是一個高度集中的市場，龍頭賽靈思占據過半份額，龍頭賽靈思占據過半份額，前，前 4 名玩家合計份額名玩家合計份額 90%+。根據Marketsandmarket 數據及我們估算，2022 年，FPGA 龍頭賽靈思全球市場占有率為 50%，與第二名英特爾（收購 Altera

18、）的 25%拉開了明顯差距，而作為行業第三、第四名的 Lattice 和 Microchip（收購 Microsemi）市場份額接近，均不超過 10%。行業呈現高度集中態勢，CR4 超過 90%，且均為美國公司。其中，龍頭賽靈思在 2003 年市占率超過 50%，在隨后 20 年間，基本保持在 50%以上。圖圖1：1990-2022 年年 全球全球 FPGA 市場市場 TOP4 廠商市場份額變遷廠商市場份額變遷 注：Microchip數據包括前Actel、Microsemi的市場份額。資料來源：Xilinx，Altera，Lattice，Microchip，EE Times，Dataquest

19、，Pace Technologies，iSuppli，IHS Markit，Marketsandmarkets，Concordia，東興證券研究所繪制 龍頭賽靈思龍頭賽靈思維持了近維持了近 20 年的年的 50%+的市場份額，的市場份額，以及較高的以及較高的 ROIC 水平，水平，足以說明其足以說明其極強極強的競爭優勢的競爭優勢。賽靈思自 1984 年發明 FPGA 以來，市場份額從 1990 年的 18%一路爬升到 2003 年的 50%，并在隨后 20 年間基本維持在 50%上下，而在 1990-2019 近 30 年間，FPGA 市場復合增長率為 14%，一直保持著較高速度的增長。賽靈思

20、在 03 年后的 ROIC 一直維持在 15%上下的較高水平，并在 2018-2019 年爬升至 20%+。在一個快速成長的行業中，龍頭能在 15%+的 ROIC 水平維持近 20 年的 50%的市場份額，足以說明 FPGA 龍頭有著非常強的競爭優勢。東興證券深度報告東興證券深度報告 如何理解 FPGA 商業模式？龍頭競爭優勢的來源？“FPGA 五問五答”系列報告四 P5 敬請參閱報告結尾處的免責聲明 東方財智 興盛之源 圖圖2：FPGA 龍頭龍頭 Xilinx 常年維持穩定的大比例份額（常年維持穩定的大比例份額（50%+），且），且 ROIC 穩定在穩定在 15%以上，競爭優勢極為突出以上，

21、競爭優勢極為突出 資料來源：Xilinx，EE Times，Dataquest，Pace Technologies，iSuppli，IHS Markit，Marketsandmarkets，Concordia，Bloomberg，東興證券研究所繪制 美股美股 FPGA 公司公司高估值高估值的原因？高進入壁壘，的原因？高進入壁壘，清晰清晰且確定的競爭且確定的競爭格局。格局。FPGA 雖然是一個不大不小的市場（2022 全球 83 億美元），但憑借高進入壁壘，以及確定且清晰的競爭格局，使得美股 FPGA 廠商的估值在同類數字芯片公司中均位居前列。圖圖3：FPGA 廠商以穩定的高毛利、確定的市場份額

22、，估值在數字芯片中位居前列（平均廠商以穩定的高毛利、確定的市場份額，估值在數字芯片中位居前列（平均 PE）資料來源：Bloomberg，東興證券研究所 P6 東興證券深度報告東興證券深度報告 如何理解 FPGA 商業模式？龍頭競爭優勢的來源？“FPGA 五問五答”系列報告四 敬請參閱報告結尾處的免責聲明 東方財智 興盛之源 1.復盤復盤 1990-2022 年年 FPGA 競爭格局演變，我們發現了什么？競爭格局演變，我們發現了什么？制程制程競爭競爭是是貫穿貫穿 FPGA 發展歷史的競爭主線，制程領先是發展歷史的競爭主線，制程領先是 FPGA 市場份額最直接的決定因素。市場份額最直接的決定因素。

23、FPGA 的通用性使其走線和面積比起 ASIC 來說不是最優。因此，FPGA 必須在制程上做到領先 ASIC 或者 ASSP 數代，以帶來更有競爭力的性能表現，這使得 FPGA 對制程的追逐是必然的選擇。此外，FPGA 從新品發布到量產階段中間存在客戶導入環節，在這期間客戶評估不同廠商新推出的 FPGA，最后確定一家在后續量產的產品中使用，并在上面完成自己的電路設計，即一個 Design-win，這一過程通常需要 9-12 個月。由于開發環境、產品架構等各不相同，一旦確定了之后，用戶轉移到另一家 FPGA 是非常困難和費時的。這種高綁定的特點，造就了 FPGA 非常強的壁壘，使得最先推出的玩家

24、往往能贏得大部分市場份額。一般來說，在最新制程的design-wins 能預測 2-3 年后在 FPGA 市場的份額，而且能在下一輪制程競爭中享有一定的在位優勢，因為客戶通常不會輕易更換供應商。FPGA 龍頭賽靈思歷史上是制程領導者，市場份額從 2003 年后便維持在 50%的水平，除了 Altera 能跟上賽靈思的節奏，行業其他玩家均落后龍頭 2-3 個代際。圖圖4：1990-2022 年年 全球全球 FPGA 市場市場 TOP4 廠商市場份額變遷及背后的驅動力廠商市場份額變遷及背后的驅動力 注：Microchip數據包括前Actel、Microsemi的市場份額。資料來源：Xilinx，L

25、attice，Microchip，Altera，EE Times，Dataquest，Pace Technologies，iSuppli，HIS Markit，Marketsandmarkets，Concordia，東興證券研究所繪制 東興證券深度報告東興證券深度報告 如何理解 FPGA 商業模式？龍頭競爭優勢的來源？“FPGA 五問五答”系列報告四 P7 敬請參閱報告結尾處的免責聲明 東方財智 興盛之源 除了除了貫穿整個歷史的制程競爭外，在貫穿整個歷史的制程競爭外，在 FPGA 發展的不同階段，有著不同的階段競爭主線發展的不同階段，有著不同的階段競爭主線，實質實質是是 FPGA 不不同階段的

26、性能同階段的性能和技術和技術突破點突破點：門級數競爭是門級數競爭是FPGA廠商第一階段的競爭主線廠商第一階段的競爭主線（1984-2000）。替代）。替代ASIC的的背后是性能提升的需背后是性能提升的需求求，門級數領先者往往獲得大部分市場份額。門級數領先者往往獲得大部分市場份額。90 年代，復雜的電子系統要求百萬門級的規模，大多使用標準單元和門陣列實現。90 年代初，FPGA 的容量只有 20-50 萬門，盡管脫離了膠合邏輯的市場，但仍無法進入更高端的 ASIC 市場。鑒于此，在整個 90 年代，FPGA 廠商紛紛在門級數上展開競爭，誰先把更高密度的產品做出來，誰就能先吃掉替代誰先把更高密度的

27、產品做出來，誰就能先吃掉替代 ASIC 市場的蛋糕市場的蛋糕。通過 LUT 輸入數量、簇結構、互聯形式等的架構改善，輔之以摩爾定律的推動，FPGA 的密度和速度得以飛速提升。FPGA廠商一旦把廠商一旦把更更高密度高密度的產品的產品做出來，低密度就開始做出來，低密度就開始大幅大幅降價降價，落后的廠商不斷被淘汰落后的廠商不斷被淘汰。在激烈的門級數競爭中，Xilinx 和 Altera 先后在 1998-1999 年跨越 100 萬門的限制，開始加速替代門陣列、標準單元和 ASIC，市占率得到持續的提升。此階段，此階段，FPGA 競爭者競爭者之間之間開展激烈的專利戰，以捍衛自身在高密度架構開展激烈的

28、專利戰，以捍衛自身在高密度架構和和 EDA 上競爭優勢。上競爭優勢。例如，Altera 作為 CPLD 的發明者，1992 年通過推出 FLEX 進入 FPGA 市場，Xilinx 在 1993 年便開始與 Altera 開展了長達 8 年的專利戰，雙方互訴對方產品侵權，并不斷將對方包括 CPLD 在內的新品加入侵權列表，最后在 01 年以近似和解結束Altera 向 Xilinx 支付了 2000 萬美元，并互相進行專利交叉互換，承諾 5 年內不向對方提起專利訴訟。1999 年，Altera 還與 Clear Logic 開展訴訟，指控對方利用 Altera 的 EDA 軟件為客戶進行 pi

29、n-to-pin 的 FPGA 到 ASIC 的轉換，最后使得 Clear Logic 在 2002 年退出市場。圖圖5：90 年代年代 FPGA 門級數競爭下門級數競爭下，領先的廠商往往獲得大部分份額，領先的廠商往往獲得大部分份額，Altera 曾憑借門級數領先在市占率上反超曾憑借門級數領先在市占率上反超 Xilinx 資料來源：Xilinx，Altera，Pace Technologies，EE Times，東興證券研究所繪制 P8 東興證券深度報告東興證券深度報告 如何理解 FPGA 商業模式？龍頭競爭優勢的來源？“FPGA 五問五答”系列報告四 敬請參閱報告結尾處的免責聲明 東方財智

30、興盛之源 集成度競爭是集成度競爭是FPGA廠商第二階段的競爭主線廠商第二階段的競爭主線（2000-2010）。）。將板上分立的將板上分立的DSP等器件納入到等器件納入到FPGA，背后是減少電路面積、降低功耗和系統成本的需求，背后是減少電路面積、降低功耗和系統成本的需求，先推出高集成度先推出高集成度FPGA的廠商獲得了的廠商獲得了更多的替代更多的替代DSP等競爭產品的份額。等競爭產品的份額。90 年代中期，FPGA 廠商發現用戶在使用 FPGA 時，會頻繁將 LUT 作為存儲使用（即“軟”實現），占用了許多邏輯單元，導致 FPGA 容量出現不夠的情況。因此，RAM 是第一個被固化到 FPGA 中

31、的單元。將這些用戶頻繁使用到的功能固化到 FPGA 中，可以極大地提升計算效率，用戶也不需要為浪費寶貴的邏輯資源而煩惱，而且可以減少板上的走線、管腳和焊盤，進而減少 PCB 板的面積和功耗。例如，將 DSP 嵌入到 FPGA 中（而不是通過萬能的LUT+寄存器實現），可以節省 80%的功耗和分立的 DSP 在板上占用的面積。因此，在 90 年代末完成門級數的超越后，FPGA 廠商的競爭主線從門級數轉向集成度競爭，先后將原本屬于板上的 RAM、DSP、收發器等單元嵌入到 FPGA 中，以降低客戶的功耗和總系統成本，并進一步蠶食板上其它分立器件的市場。Altera 的 FLEX 10K 是第一個嵌

32、入了 RAM 的 FPGA，Xilinx 在 00 年通過收購Rocketchip 擁有了高速收發器能力，并在 02 年 3 月發布的 Virtex II Pro 中嵌入了收發器。然而，并不是一個然而，并不是一個 FPGA 上集成了越多上集成了越多固化單元固化單元就越好，就越好，除了最高端的客戶，許多客戶往往只需要特定方向上的固化單元集成。因此，FPGA 廠商開始將產品線分化廠商開始將產品線分化，Xilinx 推出了高端的 Virtex 和低成本的 Spartan 兩條線，Virtex 針對復雜的通信設備市場，Spartan 和 CPLD Coolrunner 針對消費電子市場。其中，Virt

33、ex 還區分了多個產品系列，比如 Virtex 4 中，LX 是最高端的 FPGA，針對大型的高密度通信應用，而 SX 系列上嵌入了豐富的 DSP 資源，用于替代分立的 DSP 器件，FX加入了高速串行連接。Altera 也在 02 年推出了高端的 Stratix 和低成本的 Cyclone，Stratix 還分化了一個包含高速收發器的 Stratix GX 系列?？梢?，集成度競爭集成度競爭的的背后是產品定義的競爭，反映了背后是產品定義的競爭，反映了FPGA 廠商和客戶溝通和需求把握能力廠商和客戶溝通和需求把握能力。圖圖6：2000-2010，FPGA 廠商在集成度上開展競爭廠商在集成度上開展

34、競爭 注：為了方便展示，我們沒有畫上互聯結構、時鐘、IO等FPGA其他的模塊。資料來源：Xilinx，Altera，東興證券研究所繪制 東興證券深度報告東興證券深度報告 如何理解 FPGA 商業模式？龍頭競爭優勢的來源？“FPGA 五問五答”系列報告四 P9 敬請參閱報告結尾處的免責聲明 東方財智 興盛之源 異構化競爭是異構化競爭是FPGA廠商廠商目前目前的競爭主線的競爭主線（2010-今）。今）。FPGA廠商競相推出廠商競相推出SoC FPGA，通過將，通過將板上的板上的CPU等處理器嵌入到等處理器嵌入到FPGA中，中，不斷獲不斷獲得得來自來自嵌入式處理的市場嵌入式處理的市場。因為走線從 P

35、CB 轉移到片內，處理時延更短，因此整體性能更高，并進一步減少板上的面積、降低功耗，使得使得 SoC 既既具備具備 CPU 的靈活性，又具備的靈活性，又具備 FPGA 的高并行的高并行計算能力計算能力。例如，Xilinx 的 RFSoC 嵌入了 ARM+4 片ADC+4 片 DAC+1 片 Kintex UltraScale+FPGA，相比分立的方案面積減少了 50%，功耗降低30%-40%，成本降低 40%-60%，時延比 JESD204 降低 80%-90%。自從 2010 年 Xilinx 推出 Zynq 7000 開始，FPGA 進入了異構競爭的時代，進一步搶占原來使用分立的 FPGA

36、+CPU 方案的市場。在 Xilinx 的 Zynq 系列中，PL（FPGA）與 PS（ARM CPU）之間通過 AXI 總線通信。Xilinx 在后續推出了針對高清視頻處理的 Zynq MPSoC，以及針對無線通信的 RFSoC。目前 Xilinx 的 Zynq系列 SoC FPGA 在工業、多媒體處理、通信、醫療有非常廣泛的采用，最新的系列是在 18 年開始陸續推出的 7nm ACAP Versal 家族，在 FPGA 基礎上嵌入了 CPU 和 Xilinx 的 AI 引擎，單元之間通過高速 NoC 相連。Altera/Intel 同樣，自 2011 年開始陸續推出了 Cyclone、Ar

37、ria、Stratix 和 Agilex的 SoC FPGA，覆蓋低成本、性價比和高端場景。圖圖7：異構競爭是異構競爭是 FPGA 行業自行業自 2010 年開始的競爭主線年開始的競爭主線 資料來源：Xilinx，東興證券研究所繪制 P10 東興證券深度報告東興證券深度報告 如何理解 FPGA 商業模式？龍頭競爭優勢的來源？“FPGA 五問五答”系列報告四 敬請參閱報告結尾處的免責聲明 東方財智 興盛之源 2.FPGA 商業模式的本質以及龍頭競爭優勢的來源？商業模式的本質以及龍頭競爭優勢的來源？在這里我們將深入為大家解答：FPGA 商業模式的本質是什么？為什么龍頭能有這么強的護城河？我們認為，

38、FPGA 的商業模式的本質是，用高標準化的芯片覆蓋長尾市場以產生經濟性；龍頭之所以能有強的壟斷性份額，是因為其在一種客戶鎖定下的規模經濟下運作，使得龍頭可以在多輪迭代中不斷積累自身優勢，侵蝕其他玩家的份額，在這一過程中，落后的廠商不斷被淘汰，而行業的進入壁壘在不斷地提高。FPGA 商業模式的本質是用高標準化的芯片覆蓋長尾市場商業模式的本質是用高標準化的芯片覆蓋長尾市場，以產生經濟性，以產生經濟性，這些小批量應用累積起來的出貨量足以支撐 FPGA 的制程不斷升級。正如我們系列報告一提到的，FPGA 是高度標準化的芯片，通過改變FPGA 中 LUT4 里面的 16 位掩碼，就能靈活地對應不同的組合

39、電路，再結合寄存器，可以完成時序電路的功能，從而實現任意電路的“可編程”。這一硬件可編程的特性，使得同一片 FPGA 既可以在 5G 的基站中實現信道編碼的功能，也可以在重新配置后放在數控機床中實現電機控制的功能。因此，FPGA 又被稱作“萬能”芯片，可以用于實施任何電路設計。而 ASIC/ASSP 面向的是特定方向的大批量應用，諸如手機、PC、TV、機頂盒等的每年在 500 萬顆以上、甚至上億顆出貨量的市場。針對這些大批量的市場，專門開發一顆ASIC/ASSP 足以攤平前期投入的研發成本。然而，隨著芯片制程的提升，研發成本變得愈發昂貴，為小批量的應用開發一顆 ASIC/ASSP 變得越來越不

40、經濟，越來越多的客戶轉向使用 FPGA。2017 年，16/14nm 的節點研發成本為 1.8 億美元，往往需要每年 9 億美元以上的市場才能覆蓋這一成本；開發 7nm 節點需要 3.5億美元，研發成本和市場容量要求翻倍。而 FPGA 可以提供幾乎是最先進的節點、大量 FPGA 廠商自研/合作伙伴的免費 IP，立刻可用的芯片為用戶的產品提供了更快的上市速度。隨著越來越多 ASIC 方案的用戶轉為使用 FPGA 進行量產，FPGA 市場開始快速成長，從 1990 年的 1 億美元增長為 2022 年的 83 億美元。圖圖8：FPGA 面向的是小批量應用，面向的是小批量應用，累積累積的的經濟性經濟

41、性是其是其能夠能夠不斷不斷替代替代 ASIC 的原因的原因 注：ASIC（Application Specific IC）和ASSP（Application Specific Standard Product）的區別在于，ASIC是用戶自己為單一使用者的單一應用開發，而ASSP是IC廠商為多個場景或用戶的需求開發，詳情請翻看我們的系列報告一。資料來源：Gartner，Altera，Electronicsfortomorrow，東興證券研究所繪制 東興證券深度報告東興證券深度報告 如何理解 FPGA 商業模式？龍頭競爭優勢的來源？“FPGA 五問五答”系列報告四 P11 敬請參閱報告結尾處的免責

42、聲明 東方財智 興盛之源 FPGA 每一代產品每一代產品一般從推出開始算起，大概一般從推出開始算起，大概第第 4-5 年達到收入的巔峰年達到收入的巔峰，近，近 60%收入來自于前收入來自于前 6 年年。從在售時間計算，一個 FPGA 的生命周期大概為 10-15 年，根據 Altera 的數據，銷售收入的頂峰一般發生在 FPGA新品推出后的第 4-5 年，這是由于 FPGA 有著非常陡峭的降價曲線。Xilinx 一般在新品推出的第 2 年后，價格降幅就能達到 50%，在第 9 年的價格相比剛推出時的價格降幅高達 90%，而出貨量的頂峰一般在第 5-6年達到，這一價格和需求曲線的變化規律，使得

43、FPGA 生命周期中約 60%的收入在前 6 年發生，后 9 年 FPGA參與者面對的是量價齊跌的市場。因此，FPGA 廠商的策略是盡可能參與到前 6 年的市場份額分配中。圖圖9：FPGA 的價格、需求以及生命周期內收入變化曲線的價格、需求以及生命周期內收入變化曲線 資料來源：Xilinx，Altera，東興證券研究所繪制 實際上，實際上，前前 2-3 年的制程領先對年的制程領先對 FPGA 市場競爭格局非常重要市場競爭格局非常重要。因為即使能在后 9 年獲得高市場份額，FPGA廠商得到的收入也非常的少。事實上，量大的客戶在前兩年就會被領先的玩家鎖定，后面新增的客戶基本為 圖圖10：為什么說制

44、程領先對為什么說制程領先對 FPGA 非常重要？非常重要？P12 東興證券深度報告東興證券深度報告 如何理解 FPGA 商業模式？龍頭競爭優勢的來源？“FPGA 五問五答”系列報告四 敬請參閱報告結尾處的免責聲明 東方財智 興盛之源 注：Xilinx在22年被AMD收購，21年收入來自于AMD披露；Altera在2015年被Intel收購，其2015-2021年收入來自于Intel PSG部門的收入披露；圖中Altera代表Altera/Intel。資料來源：Xilinx，Altera，Intel，Lattice，東興證券研究所繪制 新轉移到更先進代際的客戶。因此，如果不能做到前兩年內推出新一

45、代制程的產品，基本就會錯失這一代產品市場收入最多的階段。FPGA 如何鎖定客戶？由于最關鍵的布局布線只能在如何鎖定客戶？由于最關鍵的布局布線只能在 FPGA 廠商自己的廠商自己的 EDA 進行，進行，FPGA 的軟硬件形成的軟硬件形成了了極強的綁定。高轉換成本令極強的綁定。高轉換成本令客戶非常容易被鎖定客戶非常容易被鎖定，進而在整個生命周期形成穩定的需求量，進而在整個生命周期形成穩定的需求量。FPGA 廠商在發布新一代產品的原型開始，就會對客戶進行送樣測試，客戶在數個 FPGA 供應商之間進行選擇。一旦完成選型后，FPGA 廠商就完成了一個“design-win”，這是因為客戶需要在 FPGA

46、 上完成自己的電路設計，不會再更換 FPGA 供應商。正如我們系列報告一和前文中解釋的，將電路在 FPGA 上實現，最關鍵的環節是在布局布線。FPGA 之所以能綁定客戶，是因為 FPGA 的布局布線從來只能在對應的 FPGA 廠商自己的 EDA 中完成，使得軟硬件形成了極強的綁定。并且，由于不同廠商 FPGA 的細節、EDA 環境各不相同，轉換到另一家 FPGA 廠商是非常困難的。對于越大型的設計，轉換的難度更高，一般需要重新走一遍“綜合-布局布線”的流程，并伴隨著大量的調試工作，而這些新 FPGA 平臺的適配工作通?？梢院馁M近半年時間。因此，如無必要，客戶通常不會更換 FPGA 廠商，而是根

47、據自身的量產計劃每年重復訂購，展現非常強的客戶粘性。這使得頭部玩家在獲客上有非常明顯的規模效應，穩定的客戶進一步鞏固了市占率。圖圖11：FPGA 頭部玩家在客戶獲取上的規模優勢頭部玩家在客戶獲取上的規模優勢 注：Altera在2015年被Intel收購，并入Intel之后不披露銷售和管理費用的數據。資料來源：Xilinx，Altera，Intel，Bloomberg，東興證券研究所測算及繪制 高客戶黏性使得高客戶黏性使得 FPGA 頭部玩家出現獲客成本的規模經濟頭部玩家出現獲客成本的規模經濟，進一步提升了行業的進入壁壘，進一步提升了行業的進入壁壘。同樣地，為了減少轉換成本，客戶會傾向于沿用上一

48、代 FPGA 的供應商，即跨代際的客戶黏性也非常強，這使得 FPGA 的頭部廠商在獲客成本上出現規模經濟。隨著 Xilinx 的市占率從 1990 年的 19%上升到 2003 年的 50%，其 SG&A 東興證券深度報告東興證券深度報告 如何理解 FPGA 商業模式？龍頭競爭優勢的來源？“FPGA 五問五答”系列報告四 P13 敬請參閱報告結尾處的免責聲明 東方財智 興盛之源（銷售和管理費用）占收入比例從接近 30%下降至 20%，在 Xilinx 鞏固了市場地位后的 20 年間，又逐年下降至接近 10%的水平。Altera 同樣，SG&A 比例從 90 年代最高的 25%下降至 2014

49、年的 16%，充分說明了頭部在獲客上的規模優勢。因此，因此，對于對于 FPGA 廠商來說，競爭策略就是廠商來說，競爭策略就是盡可能領先對手推出新一代的產品，在前盡可能領先對手推出新一代的產品，在前 2 年年完成盡量多的完成盡量多的Design-wins，以獲得，以獲得更多被鎖定的更多被鎖定的客戶?？蛻?。由于選型的一過程通常持續 9-12 個月，如果有廠商在新品發布上可以做到領先對手大半年以上的時間，那客戶通常只能選擇這家廠商的產品進行設計，并在 1-2 年后量產，領先廠商因此能在早期獲得 100%的份額。這也是為什么 FPGA 的制程領先往往能夠預測 2 年之后的市場份額。例如，Xilinx

50、在 2015 年 9 月發布 16nm 的 UltraScale+新品，而競爭對手 Altera 在 2016 年 10 月才發布14nm 的 Stratix 10，落后 Xilinx 一年以上的時間，這使得 2017 年 6 月時，Xilinx 在新一代產品的市場份額達到了 100%。在獲得強勁的在獲得強勁的 Design-wins 之后，之后，FPGA 廠商憑借廠商憑借 HVM（High-Volume Manufacture）階段的大量訂單迅）階段的大量訂單迅速降低成本，并進一步速降低成本，并進一步開啟開啟激進的降價，激進的降價，以阻止落后競爭者以阻止落后競爭者的的進入進入。在客戶完成選型

51、后，便開始自己的系統設計，完成最終的下游客戶送樣之后，就開始向 FPGA 廠商下大批量生產的訂單，一般客戶會在 2 年內完成選型到系統設計。一旦開啟 HVM 階段，FPGA 廠商可以迅速攤平前期投入的包括 NRE、軟件研發等的固定成本，并開始激進地降價。例如，Xilinx 新品推出后每年降價 30%，兩年累計降價 50%。因此，制程落后 2年以上的 FPGA 廠商，往往面臨著非常強的進入壁壘。我們測算，即使在第 5 年開始每年獲得市場上 15%的需求量，在整個歷史周期獲得的累計收入也僅有整體市場的 6%，往往不足以支撐下一代新品的研發。而 圖圖12：FPGA 的價格、需求以及生命周期內收入變化

52、曲線模擬的價格、需求以及生命周期內收入變化曲線模擬 資料來源：Xilinx，Marketsandmarkets，Altera，東興證券研究所測算及繪制 P14 東興證券深度報告東興證券深度報告 如何理解 FPGA 商業模式？龍頭競爭優勢的來源？“FPGA 五問五答”系列報告四 敬請參閱報告結尾處的免責聲明 東方財智 興盛之源 龍頭可以獲得這一代 FPGA 在整個生命周期中 59%的收入，足夠用于下一代產品的研發。換句話說，落后廠商會愈發落后，龍頭在新一代產品的競爭者會越來越少。這也是為什么歷史上許多玩家撐不過 5 年的原因，落后的廠商無法獲得足夠的收入投入到下一代產品的高昂的開發中，選擇退出。

53、在 2-3 輪迭代后，市場上其他玩家的比例會大幅減少，市場份額會向頭部集中。圖圖13：FPGA 龍頭擁有龍頭擁有極極強強的護城河，歷史上許多玩家撐不過的護城河，歷史上許多玩家撐不過 5 年，退出者中不乏年，退出者中不乏 TI、三星等、三星等大型大型半導體半導體公司公司 資料來源：EETimes，東興證券研究所 除了成本之外，龍頭在產品定價上具有明顯的溢價。除了成本之外，龍頭在產品定價上具有明顯的溢價。行業龍頭之外的玩家的產品普遍出現折價的情況。例如，行業第二名 Intel/Altera 的產品布局與 Xilinx 類似，其高、中、低產品線指標與 Xilinx 相近，但在電信、數據中心和 A&D

54、 三個市場，平均售價均比 Xilinx 低 20%以上。而行業第 3-4 名 Microchip 的產品集中在低價的中低容量領域，因此平均價格比 Xilinx 低 80%-90%。FPGA 頭部廠商毛利率均穩定維持在頭部廠商毛利率均穩定維持在 60%+的高水平區間的高水平區間。1990 年以來，Xilinx 和 Altera 的毛利率基本維持在 60%以上，僅 2001 年因為科網泡沫去庫存掉落至 50%以下。其中，Xilinx 專注高性能，但同時成本亦略高，下游來看，Xilinx 同時擁有高毛利的 A&D 和低毛利的消費市場；而 Altera 下游集中在通信市場，來自A&D 市場的收入占比較

55、低，雖然價格低于 Xilinx，但專注降低成本。綜合考慮下來，二者毛利率差距不大，在 5pct 以內。Lattice 雖然是中小容量的 FPGA，但憑借在低功耗的競爭優勢，毛利率也能維持在 50%以上，近 3 年來更是憑借汽車市場的優勢和中容量 FPGA 的突破，將毛利率提升至 60%+。東興證券深度報告東興證券深度報告 如何理解 FPGA 商業模式？龍頭競爭優勢的來源？“FPGA 五問五答”系列報告四 P15 敬請參閱報告結尾處的免責聲明 東方財智 興盛之源 圖圖14：FPGA 三大廠商三大廠商 Xilinx，Altera 和和 Lattice 自自 90 年代以來穩定的高毛利年代以來穩定的

56、高毛利 注：A&D（Aerospace and Defense）指國防與航空航天，TME（Test,Measurement and Emulation）指測試，測量和半導體仿真 資料來源：Xilinx，Altera，Lattice，Bloomberg，東興證券研究所繪制 FPGA 龍頭在龍頭在研發研發上同樣具有上同樣具有規模經濟規模經濟。作為龍頭，Xilinx 可以在研發費率正常的情況下，絕對金額與第二名 Altera 每年拉開近 1 億美元以上的差距，隨著 Xilinx 在 03 年市占率爬升至 50%，這一差距越拉越大。每年在研發上多出來的投入可以用于加強自身的競爭優勢，比如更多的技術/架

57、構創新、更完善的 EDA 開發、更快的研發進度等方面，而不必損失盈利能力。圖圖15：FPGA 龍頭研發上的規模經濟龍頭研發上的規模經濟 資料來源：Xilinx，Altera，Bloomberg，東興證券研究所繪制 P16 東興證券深度報告東興證券深度報告 如何理解 FPGA 商業模式？龍頭競爭優勢的來源？“FPGA 五問五答”系列報告四 敬請參閱報告結尾處的免責聲明 東方財智 興盛之源 FPGA 廠商收入曲線的本質是每一代產品廠商收入曲線的本質是每一代產品收入曲線收入曲線的疊加的疊加，必須每，必須每 2-3 年推出新品，以避免產品周期造成的年推出新品，以避免產品周期造成的收入下滑收入下滑。我們

58、測算，如果 FPGA 公司每 2 年推出新品，每一代產品價值量是上一代的 1.2 倍，公司的收入曲線將呈現“臺階狀增長”的特征。如果新品推出節奏延緩到每 4 年一次，在每一代產品價值量依然是上一代的 1.2 倍，公司的收入會出現階段性的下滑。因此，FPGA 等迭代迅速的數字芯片公司，必須每 2-3 年就要推出更高價值量的新品，以避免收入出現“青黃不接”的情況，龍頭 Xilinx 更是每 1-2 年就推出新品。除了產品周期外，FPGA 廠商的收入曲線還疊加了當年的宏觀經濟、個別下游需求、庫存水平等因素的影響。例如，1996-1997 年、2000-2001 年、2007-2009 年、2012

59、年、2015 年、2018-2019 年都有宏觀經濟下滑背景下半導體行業去庫存的情況。圖圖16：FPGA 廠商廠商的的產品周期如何影響收入？產品周期如何影響收入？注：上述曲線只考慮產品周期對FPGA公司收入曲線特征的影響。實際上，每一代產品的收入曲線受年度供求關系，競爭對手策略等因素影響，情況會更復雜。Xilinx在22年被AMD收購，21年收入來自于AMD披露；Altera在2015年被Intel收購，其2015-2021年收入來自于Intel PSG部門的收入披露。資料來源：Xilinx，Altera，Lattice，Bloomberg，東興證券研究所繪制 東興證券深度報告東興證券深度報告

60、 如何理解 FPGA 商業模式？龍頭競爭優勢的來源？“FPGA 五問五答”系列報告四 P17 敬請參閱報告結尾處的免責聲明 東方財智 興盛之源 3.FPGA 廠商之間的競爭，究竟在“拼什么”？廠商之間的競爭，究竟在“拼什么”？龍頭賽靈思如何培育競爭優勢？龍頭賽靈思如何培育競爭優勢？我們從我們從 FPGA 的客戶的視角分析，發現客戶對的客戶的視角分析，發現客戶對 FPGA 主要有兩大訴求：一是為自己的產品獲得競爭力的提主要有兩大訴求：一是為自己的產品獲得競爭力的提升，二是降低開發的風險。升，二是降低開發的風險。一般來說，系統的競爭力來自于在性能、功耗、可靠性、上市速度和成本上的綜合表現，FPGA

61、 的客戶工程師在設計其產品時往往是基于以上五個維度思考，并在產品設計上做出自己的權衡。通常來說，更先進代際的 FPGA 能提供更好的性能和功耗表現，能做到更小的芯片或者相同面積下更高的性能，使得自家產品更受消費者的青睞。因此，選擇制程領導者是慣例選擇制程領導者是慣例。除此之外，在以上五個維度的表現最貼近自身情況，即產品定義最接近需求的 FPGA，往往會獲得青睞。第二，工程師會第二，工程師會優先選擇能持續迭代的產品，需要優先選擇能持續迭代的產品，需要 FPGA 公司做出產品演進的承諾公司做出產品演進的承諾，以避免發生自己產品迭代時需要更換 FPGA 廠商的情況。更重要是，由于從新品推出到量產往往

62、需要 9-12 個月，工程師會優先選擇那些有可靠量產歷史的廠商，以避免出現 FPGA 廠商倒閉，導致的自己產品不能量產的風險。此外，FPGA廠商提供的各種軟 IP 對于工程師來說是非常有吸引力的，從 EDA 的 IP 庫中調用 FPGA 廠商的提供的 IP，可以極大地節省他們的開發時間和難度，如果 FPGA 廠商提供的 IP 很少、或者可靠性不高，則是扣分項。圖圖17：從從 FPGA 客戶的視角，發現客戶的視角，發現 FPGA 競爭的關鍵要素：如何更好地滿足客戶的需求？競爭的關鍵要素：如何更好地滿足客戶的需求？FPGA 公司的價值在哪里？公司的價值在哪里？資料來源：東興證券研究所繪制 除了產品

63、競爭力以外，工程師的另一大訴求是降低開發風險除了產品競爭力以外，工程師的另一大訴求是降低開發風險，他們在選擇某一個廠商的 FPGA 時，往往是由于過去在這家廠商的開發體驗很好，而換開發環境是每一個工程師竭力避免的。由于各家 FPGA 和 EDA 細節各不相同，在一家 FPGA 廠商能跑通的設計，直接不加調試轉移到另一家 FPGA 廠商能跑通的可能性非常低，其中的工作量往往具有高度的不確定性。因此，為了降低開發的成本和風險，如無必要，工程師往往不愿意切換到新的 FPGA 廠商。此外，FPGA 廠商的技術支持也是非常重要的考慮，在 FPGA 的開發中的時常會遇到各種問題，對于大客戶來說往往有充分的

64、 FAE 對接支持，但是 FPGA 更多的是中小客戶群體，此時FPGA 如果有充分的技術文檔、或者有完備的開發社區，就能減少大部分開發遇到的問題。P18 東興證券深度報告東興證券深度報告 如何理解 FPGA 商業模式？龍頭競爭優勢的來源？“FPGA 五問五答”系列報告四 敬請參閱報告結尾處的免責聲明 東方財智 興盛之源 從客戶的視角延伸到從客戶的視角延伸到 FPGA 競爭的關鍵因素，我們總結為以下六點：客戶關系、產品、競爭的關鍵因素，我們總結為以下六點：客戶關系、產品、IP 庫、軟件、制造庫、軟件、制造和運營能力和運營能力，并在圖中逐一回答了賽靈思在這六個因素中如何做到獨一無二，即賽靈思是如何

65、培育自己的競爭優勢的。我們認為，我們認為，賽靈思成為龍頭的賽靈思成為龍頭的原因在于原因在于：1）制程領導者）制程領導者。正如我們前文分析，制程是 FPGA 市場份額的最直接競爭因素。除了 0.13m 和 40nm 之外，賽靈思一直是行業內制程領導者的角色，能持續開啟“技術領先-訂單-成本優勢-客戶黏性-下一代研發投入”的正向循環；2）對客戶的需求把握最好）對客戶的需求把握最好，優秀的競爭策略制定和執行能力，優秀的競爭策略制定和執行能力。在 FPGA 中嵌入固化單元，往往比使用 LUT、寄存器等萬能資源來說，擁有更低的功耗和面積。盡管如此，要嵌入哪些固化單元需要設計者權衡，因為 FPGA的開發者

66、購買的是整個芯片，他們仍有可能為自己不需要或者不使用的功能付費；另一方面，如果 FPGA 的固化功能太少，其在市場上的競爭力就大為降低，因為客戶不得不使用太多的寶貴的可編程邏輯資源，去實現本來應該固化的功能，功耗和時延均大幅增加。這都需要 FPGA 公司有非常好的客戶的溝通。因此，早在 圖圖18：FPGA 的競爭關鍵因素，以及龍頭賽靈思在這些因素上的獨特優勢的競爭關鍵因素，以及龍頭賽靈思在這些因素上的獨特優勢 注：HVM（High Volume Manufacture），即在design-wins之后的上量階段。資料來源：Xilinx，東興證券研究所繪制 東興證券深度報告東興證券深度報告 如何

67、理解 FPGA 商業模式？龍頭競爭優勢的來源？“FPGA 五問五答”系列報告四 P19 敬請參閱報告結尾處的免責聲明 東方財智 興盛之源 1998 年，賽靈思就區分了高端和低容量的市場，針對低容量市場推出了低成本的 Spartan，面向那些需要FPGA 的靈活性和高并行性，但又不需要通信市場一樣需要收發器等高性能的硬核的場景。而 00 年 Altera專注于推出最高性能的 Excalibur，并沒有重視低容量市場，直到 Excalibur 失敗后，2002 年 Altera 才效仿賽靈思推出高端的 Stratix 和低成本的 Cyclone。除了產品，賽靈思在 98 年第一個在 Virtex

68、上實現了 FPGA的遠程升級功能，只需要簡單地將編程文件發送到聯網的設備中，就可以使其符合不斷變化的通信標準，不需要工程師走到基站一個個升級軟件，而這一點是當時很多 ASIC 所沒辦法做到的。這一遠程重配置功能的加入為客戶節省了大量的時間和金錢的成本，使得 Virtex 在通信市場大受歡迎，推動 Xilinx 的市場份額從 98年的 30%提升至 03 年的 50%。Altera 歷史上歷史上在在 Excalibur 的失敗，說明了產品的失敗，說明了產品定義和需求匹配的定義和需求匹配的重要性。重要性。在 FPGA 上嵌入處理器硬核，早在 2000 年就有過嘗試。在 0.18/0.15m 節點中

69、，Altera 為了和賽靈思在性能上競爭，將ARM9 嵌入到了其最新的 SOPC FPGA Excalibur 中，成為業內首個將處理器嵌入到 FPGA 的廠商。然而，剛剛經歷科網泡沫的客戶將功耗提升到了和性能同等重要的位置，不愿意為過高性能的 FPGA付費，對 FPGA 需求仍然在靈活性上，使得 Altera 在 0.18/0.15m 的 FPGA 市場份額陡降至僅有20%，而此前賽靈思和 Altera 一直都維持在 6-4 分成的局面。Altera 之后吸取了教訓，在嵌入固化單元時進行了非常小心的考慮，不再一味強調產品的性能，而是強調了解客戶需求，并在 2002 年推出了針對高端市場的 S

70、tratix 和中低容量的 Cyclone，在 0.13m/90nm 市占率反超賽靈思。然而，Xilinx在 FPGA 全市場的市占率已經和 Altera 拉開了明顯差距。1999 年，Xilinx 和 Altera 市占率分別為 35%和 33%，相當接近；在 2000-2002 年，Xilinx 憑借高性能的 Virtex 在業內樹立了技術領導者的地位，憑借低成本的 Spartan 迅速擴大客戶群和出貨量，市占率迅速爬升，在 2002 年達到了 49%，而 Altera市占率降低到了 31%，基本錯失了最佳的追趕期。圖圖19：Altera 曾經因為曾經因為 Excalibur 丟失了大部分

71、市場份額丟失了大部分市場份額 資料來源：Xilinx，Altera，東興證券研究所繪制 3）生態的培養）生態的培養效果最好效果最好。賽靈思有著所有 FPGA 廠商中最完備的文檔說明，這一點對于中小客戶來說非常有吸引力，因為他們通常沒有大客戶擁有的 FAE 支持。在用戶群體培養中，在高校中 FPGA 教學中幾乎都會以賽靈思為例，工程師的基礎最好。在 IP 庫中，賽靈思擁有最完整的 IP 庫，910 個 IP 中，近 60%是自研 IP，用戶可以直接調用，不需要自己重新研發，而 Altera 約為 278 個，選擇范圍遠小于 Xilinx。除此之外，Xilinx 在多個維度上有非常強的綜合表現，包

72、括 EDA 的迭代速度、易用性等。P20 東興證券深度報告東興證券深度報告 如何理解 FPGA 商業模式？龍頭競爭優勢的來源？“FPGA 五問五答”系列報告四 敬請參閱報告結尾處的免責聲明 東方財智 興盛之源 圖圖20：Xilinx 和和 Altera/Intel 如何培養用戶黏性？如何培養用戶黏性？資料來源：Xilinx，Intel，東興證券研究所繪制 東興證券深度報告東興證券深度報告 如何理解 FPGA 商業模式？龍頭競爭優勢的來源？“FPGA 五問五答”系列報告四 P21 敬請參閱報告結尾處的免責聲明 東方財智 興盛之源 4.風險提示風險提示 下游需求不及預期，中美貿易摩擦加劇。P22

73、東興證券深度報告東興證券深度報告 如何理解 FPGA 商業模式？龍頭競爭優勢的來源？“FPGA 五問五答”系列報告四 敬請參閱報告結尾處的免責聲明 東方財智 興盛之源 相關報告匯總相關報告匯總 報告類型報告類型 標題標題 日期日期 行業深度 FPGA 提供了什么價值？“FPGA 五問五答”系列報告一 2023-4-17 行業深度 FPGA 和 CPU、GPU 有什么區別？為什么越來越重要？“FPGA 五問五答”系列報告二 2023-4-17 資料來源：東興證券研究所 東興證券深度報告東興證券深度報告 如何理解 FPGA 商業模式？龍頭競爭優勢的來源？“FPGA 五問五答”系列報告四 P23 敬

74、請參閱報告結尾處的免責聲明 東方財智 興盛之源 分析師簡介分析師簡介 分析師：李美賢分析師：李美賢 中國人民大學碩士，2019 年 7 月加入東興證券研究所，從事通信及電子研究，關注新興科技領域，重點覆蓋 AI、云計算、工業互聯網等產業鏈。分析師承諾分析師承諾 負責本研究報告全部或部分內容的每一位證券分析師，在此申明，本報告的觀點、邏輯和論據均為分析師本人研究成果，引用的相關信息和文字均已注明出處。本報告依據公開的信息來源，力求清晰、準確地反映分析師本人的研究觀點。本人薪酬的任何部分過去不曾與、現在不與，未來也將不會與本報告中的具體推薦或觀點直接或間接相關。風險提示風險提示 本證券研究報告所載

75、的信息、觀點、結論等內容僅供投資者決策參考。在任何情況下，本公司證券研究報告均不構成對任何機構和個人的投資建議，市場有風險，投資者在決定投資前，務必要審慎。投資者應自主作出投資決策，自行承擔投資風險。P24 東興證券深度報告東興證券深度報告 如何理解 FPGA 商業模式？龍頭競爭優勢的來源？“FPGA 五問五答”系列報告四 敬請參閱報告結尾處的免責聲明 東方財智 興盛之源 免責聲明免責聲明 本研究報告由東興證券股份有限公司研究所撰寫，東興證券股份有限公司是具有合法證券投資咨詢業務資格的機構。本研究報告中所引用信息均來源于公開資料，我公司對這些信息的準確性和完整性不作任何保證，也不保證所包含的信

76、息和建議不會發生任何變更。我們已力求報告內容的客觀、公正，但文中的觀點、結論和建議僅供參考，報告中的信息或意見并不構成所述證券的買賣出價或征價，投資者據此做出的任何投資決策與本公司和作者無關。我公司及報告作者在自身所知情的范圍內，與本報告所評價或推薦的證券或投資標的不存在法律禁止的利害關系。在法律許可的情況下，我公司及其所屬關聯機構可能會持有報告中提到的公司所發行的證券頭寸并進行交易，也可能為這些公司提供或者爭取提供投資銀行、財務顧問或者金融產品等相關服務。本報告版權僅為我公司所有，未經書面許可，任何機構和個人不得以任何形式翻版、復制和發布。如引用、刊發，需注明出處為東興證券研究所，且不得對本

77、報告進行有悖原意的引用、刪節和修改。本研究報告僅供東興證券股份有限公司客戶和經本公司授權刊載機構的客戶使用，未經授權私自刊載研究報告的機構以及其閱讀和使用者應慎重使用報告、防止被誤導，本公司不承擔由于非授權機構私自刊發和非授權客戶使用該報告所產生的相關風險和責任。行業評級體系行業評級體系 公司投資評級（A 股市場基準為滬深 300 指數，香港市場基準為恒生指數，美國市場基準為標普 500 指數）：以報告日后的 6 個月內，公司股價相對于同期市場基準指數的表現為標準定義：強烈推薦：相對強于市場基準指數收益率 15以上；推薦：相對強于市場基準指數收益率 515之間；中性：相對于市場基準指數收益率介

78、于-5+5之間；回避：相對弱于市場基準指數收益率 5以上。行業投資評級（A 股市場基準為滬深 300 指數，香港市場基準為恒生指數，美國市場基準為標普 500 指數）：以報告日后的 6 個月內，行業指數相對于同期市場基準指數的表現為標準定義：看好：相對強于市場基準指數收益率 5以上；中性：相對于市場基準指數收益率介于-5+5之間；看淡：相對弱于市場基準指數收益率 5以上。東興東興證券研究所證券研究所 北京 上海 深圳 西城區金融大街 5 號新盛大廈 B座 16 層 虹口區楊樹浦路 248 號瑞豐國際大廈 5 層 福田區益田路 6009 號新世界中心46F 郵編：100033 電話：010-66554070 傳真：010-66554008 郵編：200082 電話：021-25102800 傳真：021-25102881 郵編：518038 電話：0755-83239601 傳真：0755-23824526