文｜半導體產(chǎn)業(yè)縱橫
前不久，英特爾通過官網(wǎng)宣布將負責開發(fā)英特爾的Agilex、Stratix和其他FPGA產(chǎn)品的可編程解決方案部門（PSG）剝離，作為獨立業(yè)務運營，目標是在兩到三年后IPO中出售部分業(yè)務。
當英特爾正式宣布分拆FPGA業(yè)務時，F(xiàn)PGA江湖的風又開始飛揚。
FPGA起源
FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）是可重構(gòu)的計算機芯片，可以通過編程實現(xiàn)任何數(shù)字硬件電路。FPGA可以在制造后重新編程以模擬數(shù)字電路，非常適合在批量生產(chǎn)前制作新功能的原型，或者服務于對于定制芯片來說不經(jīng)濟的罕見用例。
在集成電路的歷史上，能夠?qū)崿F(xiàn)這個功能的器件并非只有FPGA，但FPGA是目前為止商業(yè)上最成功的。
二十世紀70年代時，如果有人想要在某些實際硬件上制作原型并測試其邏輯功能，那么他們基本上只有兩種選擇。一種是TTL芯片，但是TTL芯片會受到電路板尺寸和功耗限制的限制。另一種是定制芯片（ASIC），但是定制芯片會產(chǎn)生大量的前期成本。因為需要要支付光掩模費用，然后等待數(shù)月的制造時間。如果在設計中犯了一個錯誤，那么就無法準確地編輯JS文件并重新編譯。
1980年，Altera成立了。Altera率先推出了復雜可編程邏輯器件，可以采用一堆較小的PAL，并使用交叉連接將它們連接起來，以提高可擴展性。Altera的復雜可編程邏輯器件向前邁出了一步。
之后，賽靈思創(chuàng)立了并且發(fā)布了第一款FPGA，Xilinx XC2064。XC2064是一款大型芯片，約有85,000個晶體管，排列成64個可配置邏輯塊和58個輸入/輸出塊。雖然從今天來看不足為奇，但第一款FPGA還是在市場上站穩(wěn)了腳跟。
之后，隨著晶體管成本大幅度下降以及獨立代工工廠的出現(xiàn)，F(xiàn)PGA踩中了技術(shù)和商業(yè)的交叉點，開始蓬勃發(fā)展。
Altera和賽靈思的壟斷時代
賽靈思和Altera不斷推出新產(chǎn)品，提高邏輯密度和性能，并積極與客戶合作開發(fā)定制解決方案，不斷占據(jù)市場份額。使得全球FPGA市場一度形成雙寡頭壟斷格局，這兩家企業(yè)占據(jù)了近90%的市場（賽靈思以56%的占有率排第一、Altera以31%的占有率排第二）。
賽靈思和Altera兩家引領者修筑專利壁壘，手握近10000+核心專利，強大的專利壁壘使得FPGA的進入門檻很高。
近40年來，先后有超過60家以上的公司從事過FPGA技術(shù)與產(chǎn)品的研發(fā)，其中包括英特爾、IBM、AMD、TI、GE、AT&T、摩托羅拉、朗訊、三星、東芝、飛利浦等實力雄厚的大公司，但絕大多數(shù)在耗費了上億美元后功虧一簣。
圍繞數(shù)據(jù)中心，F(xiàn)PGA龍頭的“被收購”時代
不過，自研不成靠“收購”。接下來的時間里，F(xiàn)PGA兩大巨頭相繼被英特爾和AMD收購。
遙想2015年時，x86還在數(shù)據(jù)中心計算占據(jù)絕對壟斷地位，現(xiàn)金充裕的英特爾斥資176億美元收購了FPGA制造商Altera。在Altera的基礎上，英特爾成立了可編程事業(yè)部。在接下來的多年中，英特爾建立了令人矚目的FPGA業(yè)務。
英特爾收購Altera的一個重要原因就是，希望通過增加數(shù)據(jù)中心高利潤芯片產(chǎn)品，彌補個人電腦（PC）領域需求放緩帶來的影響。在收購的三年后，英特爾宣布旗下FPGA已經(jīng)被正式用于主流數(shù)據(jù)中心OEM廠商中。
FPGA的江湖仍在變換，隨著2022年AMD正式官宣對賽靈思的收購，宣布了“一個時代的結(jié)束?！?/p>
在收購時，AMD總裁兼首席執(zhí)行官蘇姿豐表示，通過收購賽靈思，AMD能進一步擴展一些關(guān)鍵市場，如數(shù)據(jù)中心市場，以及5G通信、汽車、工業(yè)、航空航天和國防市場。AMD同樣希望依靠賽靈思的FPGA補足數(shù)據(jù)中心的能力。
至此，英特爾收購FPGA排名第二的Altera，AMD收購排名第一的賽靈思，F(xiàn)PGA的新江湖開始了。
FPGA不死
這么來看無論是英特爾還是AMD，都早早將目標瞄準了數(shù)據(jù)中心市場。
目前，數(shù)據(jù)中心有兩個主要趨勢：第一，數(shù)據(jù)流量的增加；第二，計算密集型應用程序的增加。這其中主要的挑戰(zhàn)就是，數(shù)據(jù)中心不僅必須能夠處理增加的數(shù)據(jù)和更嚴格的計算，而且需要使用更低的功耗和更高的性能。
數(shù)據(jù)中心一直是FPGA被寄予厚望的市場。FPGA的可重構(gòu)性和并行處理能力可以無縫集成到現(xiàn)有的HPC基礎設施中，補充傳統(tǒng)的基于CPU的集群和基于GPU的系統(tǒng)。通過將特定任務卸載到FPGA，HPC系統(tǒng)可以實現(xiàn)更高的性能、更低的功耗并提高效率。
在數(shù)據(jù)中心，F(xiàn)PGA相比GPU的核心優(yōu)勢在于延遲。微軟亞洲研究院的李博杰曾舉例，像必應搜索排序這樣的任務，如果使用GPU來加速，要想充分利用GPU的計算能力，batchsize就不能太小，延遲將高達毫秒量級。使用FPGA來加速的話，只需要微秒級的PCIe延遲。
因此，很多企業(yè)都在部署FPGA。目前，阿里云、騰訊云、百度云等國內(nèi)云服務公司都已經(jīng)在硬件加速方面選用FPGA。比如，我們看到騰訊于2017年就曾推出國內(nèi)首款高性能異構(gòu)計算基礎設施FPGA云服務器，這款采用異構(gòu)計算架構(gòu)的云服務器相較于傳統(tǒng)CPU服務器，性能提升在30倍以上。目前，在騰訊云的硬件基礎設施里，F(xiàn)PGA已經(jīng)在計算、網(wǎng)絡、存儲三大重要節(jié)點充當加速器角色。
依據(jù)賽靈思在被收購之前發(fā)布的2022財年Q3財報顯示，數(shù)據(jù)中心分部對于公司的收入占比為11%，其份額每個季度都在穩(wěn)健增加，年增速則為81%。
英特爾拆分FPGA，F(xiàn)PGA風雨欲來
回到英特爾拆分FPGA這件事上，負責英特爾FPGA的部門就是可編程解決方案部門（PSG）。
受到個人電腦市場衰退影響，英特爾最近的營收表現(xiàn)略顯疲軟。2023財年一季度創(chuàng)下今13年最低季度收入，且連續(xù)虧損的情況，但是這個部門的營收表現(xiàn)一直不錯。
雖然在2022年第一季度，英特爾停止將PSG作為獨立的財務部門。依據(jù)此前披露的數(shù)據(jù)來看，這個部門平均每個季度的收入非常穩(wěn)定，在5億美元左右，甚至在截止公布前的最后幾個季度還還創(chuàng)下了7億美元的記錄。
2022年英特爾FPGA的市場規(guī)模達到90億美元，根據(jù)目前的出貨量，2023年更是可以達到100億美元。
目前，已經(jīng)發(fā)布的的Agilex系列中，已經(jīng)面世的只有50k邏輯門以上的Agilex 5、Agilex 7和Agilex 9，其中Agilex 9是為Direct RF高速應用打造的，結(jié)合了英特爾最先進的AIB和EMIB制造技術(shù)，今年推出Agilex 3 FPGA系列。
因此，英特爾之所以剝離PSG，并不是因為該業(yè)務部門表現(xiàn)不佳或處于商品化、低利潤的市場，而是認為如果沒有英特爾龐大的業(yè)務和壓力，PSG的表現(xiàn)可能會更好。
英特爾認為PSG一直未能滿足FPGA真正高增長、高盈利的市場需求，例如工業(yè)、汽車、國防和航空航天。根據(jù)英特爾提供的數(shù)據(jù)，F(xiàn)PGA全球市場未來五年的年復合增幅或在9%以上，由2023年的80億美元擴大至2027年的115億美元。
香農(nóng)?波林（Shannon Poulin）是為PSG首席運營官(COO)。在一年前，香農(nóng)?波林與外媒記者交流時承認PSG在FPGA產(chǎn)品方面存在問題，并且未能跟上滿足供應商需求的步伐。香農(nóng)?波林表示，英特爾既沒有可用的產(chǎn)品，也沒有針對現(xiàn)代制造工藝的低端市場的FPGA產(chǎn)品組合。
除了剝離PSG，英特爾還計劃2-3年內(nèi)進行IPO。這個舉措有一點Mobileye的影子，也就是英特爾保持多數(shù)股權(quán)，同時仍然釋放該業(yè)務部門以更獨立地運營。這樣一來，PSG就可以自由地調(diào)整公司的產(chǎn)品組合和定位，以便最好地服務于更廣泛的FPGA市場，而不僅僅是英特爾以數(shù)據(jù)中心為中心服務。
此外，從長遠來看，英特爾可以將成功首次公開募股的利潤收入囊中，同時減少一個需要管理的業(yè)務部門，從而使英特爾能夠?qū)①Y金和時間投入到自己更優(yōu)先的企業(yè)（例如晶圓廠）中。
自從兩年前任命現(xiàn)任首席執(zhí)行官帕特·基辛格(Pat Gelsinger)以來，英特爾已經(jīng)出售或剝離了多個業(yè)務部門，包括SSD業(yè)務、NUC迷你PC業(yè)務、Mobileye ADAS部門等。通過關(guān)閉活著出售非核心業(yè)務，繼續(xù)將戰(zhàn)略中心聚焦于IDM 2.0。
FPGA的生意，接下來怎么做？
將FPGA從英特爾核心業(yè)務中剝離出來，引發(fā)了人們對AMD斥資490億美元收購賽靈思的質(zhì)疑。擁有緊湊產(chǎn)品組合的英特爾和擁有全面芯片產(chǎn)品組合的AMD，正走向相反的方向。
不過，關(guān)注AI已經(jīng)是兩家企業(yè)的共識。目前，英特爾、AMD、NVIDIA三巨頭都有各自豐富的AI軟硬件解決方案，CPU、GPU可以做，但又各自不同。
英特爾CPU歷史悠久，一直占據(jù)領導地位；英偉達GPU優(yōu)勢很大，但CPU受到限制，走Arm架構(gòu)。AMD綜合性能最強，產(chǎn)品涉及CPU、GPU、FPGA和自適應SoC產(chǎn)品。
FPGA已經(jīng)存在多年，隨著人工智能的崛起，對于需要頻繁變化底層模型的人工智能推理需求，F(xiàn)PGA是一個合適的選擇。那么現(xiàn)在的問題就是，對于FPGA來說到底是拆分獨立，還是合并發(fā)展更能適應時代的潮流。
正如分析師陸行之的問題：“我很想知道AMD首席執(zhí)行官蘇姿豐以后如何處理賽靈思，是靈活性重要，還是集成芯片設計重要?”