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決定90%軍用電子設備命運的芯片 中國何時能自主

瀏覽次數: 日期:2016-12-28

号码遗漏四川快乐12 www.dgmmhr.com.cn 相對于廣為人知的CPU,FPGA可謂默默無聞。目前,國產CPU已經逐漸代替國外CPU,但FPGA卻仍然完全依賴從美國進口,這對中國國防安全是一個非常大的隱患因為如果沒有FPGA,90%以上的軍用電子設備將成為電子垃圾。

隨著PC和智能手機的普及,相信很多人都或多或少了解,什么CPU(中央處理器)和GPU(圖形處理器),但你可能不知道,在芯片領域,還有另外一種鮮為人知的芯片FPGA。

這種芯片雖然“曝光率”遠遠不如CPU和GPU,但其重要性卻不遑多讓無論是在軍事領域,還是民用領域都頗具意義。不僅90%的大型軍用電子設備都要用到FPGA,在即將到來的5G通信、物聯網、大數據等民用領域,FPGA也有非常大的潛力。
 

而恰恰是這樣一款重要的芯片,中國卻基本依賴進口,國產FPGA在中國市場的占有率僅為2%,即便是很多軍用的高端FPGA,也基本依賴于進口,這究竟是怎么回事呢?

FPGA是什么?

如果用科學術語來正式介紹,FPGA是現場可編程門陣列。用普通人能聽懂的話來說,它就是一個允許你在上面編程的芯片。編程完之后,就可以實現一個特殊的硬件加速算法,比如精確制導武器上的地圖匹配。
如果還是不懂,沒關系,我們舉些應用的例子,來看看它能干什么吧。

比如,在軍事國防領域,FPGA被運用于航天、航空、電子、通信、雷達、高端波束形成系統等領域,在各種軍用電子設備中也經?;嵊蠪PGA的身影。

以相位控制電子掃描陣列雷達(相控陣雷達)為例,一個大型相控陣雷達有幾千個TR組件(看不懂沒關系,知道它是雷達的一個極為關鍵的部件就行),幾個TR組件組成一個小的處理單元對信號進行數模轉換和預處理,而每個單元就含一個FPGA芯片。

另外,對夜戰非常重要的紅外設備也離不開FPGA。美國國防后勤局就曾采購過美國賽靈思公司的FPGA用于監視、偵察和火控系統中紅外傳感器的數據處理。

除了被廣泛運用于軍事領域,FPGA芯片在民用市場也頗具潛力,應用場景非常廣泛。比如即將到來的5G通信,通信基站其實就是一個小相控陣,這就必須采用FPGA進行數據處理。

現有的通信設備也離不開FPGA,比如前段時間美國制裁中興通訊,FPGA也位列制裁名單之上,而華為和中興所需的FPGA大多依賴于從賽靈思和阿爾特拉等美國公司進口。

在醫療領域,FPGA則被用于聲波檢測儀、CT掃描儀、核磁共振、x射線等各種設備上。在消費品電子、物聯網、汽車電子、機器人、數據挖掘、工控等領域,FPGA也扮演著重要角色。隨著機器人、無人機、大數據、物聯網、無人駕駛、5G通信的興起,市場前景會越來越好。根據Gartner統計,從2014年到2023年,FPGA的年均增長率達7%。

可以說,幾乎你能見到和見不到的大部分電子設備中,都有FPGA芯片這么個玩意兒。
為何研發難度高

目前全球的FPGA市場,基本被前面提到的兩家美國公司壟斷賽靈思和阿爾特拉。在過去十多年里,英特爾、IBM、摩托羅拉、飛利浦、東芝、三星等其他60多家公司都曾試圖涉足FPGA領域,但紛紛慘敗。這其中的原因就在于FPGA的進入門檻極高。

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