Field Programmable Gate Array (FPGA) Markt – Wachstum, Trends, Auswirkungen von COVID-19 und Prognosen (2022 – 2027)

Der FPGA-Markt ist nach Konfiguration (High-End-FPGA, Midrange-FPGA und Low-End-FPGA), Architektur (SRAM-basiertes FPGA, Anti-Fuse-basiertes FPGA und Flash-basiertes FPGA), Endbenutzerbranche ( IT und Telekommunikation, Unterhaltungselektronik, Automobil, Industrie sowie Militär und Luft- und Raumfahrt) und Geographie.

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Markt-Snapshot

Field Programmable Gate Array (FPGA) Market Overview
Study Period: 2020-2027
Base Year: 2021
Fastest Growing Market: Asia Pacific
Largest Market: Asia-Pacific
CAGR: 8.32 %

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Marktübersicht

Der globale FPGA-Markt (im Folgenden als der untersuchte Markt bezeichnet) wurde im Jahr 2021 auf 6958,1 Millionen USD geschätzt, und es wird erwartet, dass er bis 2027 11751,8 Millionen USD erreichen wird, was einer CAGR von 8,32 % im Zeitraum 2022-2027 entspricht (im Folgenden als bezeichnet bis als Prognosezeitraum).

  • Feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGAs) sind integrierte Schaltungen mit einer programmierbaren Hardwarestruktur. Im Gegensatz zu ASICs oder Grafikprozessoren (GPUs) ist die Schaltung in einem FPGA-Chip nicht hartgeätzt; es kann nach Bedarf umprogrammiert werden. Diese Fähigkeit macht FPGAs zu einer geeigneten Alternative zu ASICs, die eine lange Entwicklungszeit sowie erhebliche Investitionen für Design und Herstellung erfordern.
  • Die Technologiebranche setzt FPGAs für maschinelles Lernen und Deep Learning ein. Im letzten Jahrzehnt demonstrierte Microsoft Research einen der ersten Anwendungsfälle von KI auf FPGAs als Teil der Bemühungen des Unternehmens, die Websuche zu beschleunigen. FPGAs boten eine Kombination aus Programmierbarkeit, Geschwindigkeit und Flexibilität und lieferten Leistung ohne hohe Kosten und Komplexität, um kundenspezifische anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs) zu entwickeln. Auch die Bing-Suchmaschine von Microsoft verwendet FPGAs in der Produktion, was auf ihren Wert für Deep-Learning-Anwendungen hinweist. Nach Angaben des Unternehmens hat Bing mit FPGAs zur Beschleunigung des Suchrankings eine 50-prozentige Steigerung des Durchsatzes realisiert.
  • FPGAs bieten Hardware-Anpassung mit integrierter KI und können so programmiert werden, dass sie Verhalten wie ein ASIC oder eine GPU liefern. Die rekonfigurierbare, reprogrammierbare Natur eines FPGA eignet sich gut für eine sich schnell entwickelnde KI-Landschaft und ermöglicht es Designern, Algorithmen schnell zu testen und schnell auf den Markt zu bringen. FPGAs bieten mehrere Vorteile für Deep-Learning-Anwendungen und andere KI-Arbeitslasten, darunter eine verbesserte Leistung mit geringer Latenz und hohem Durchsatz, Effizienz unter Berücksichtigung von Wert und Kosten und geringer Stromverbrauch.
  • In den letzten Jahren ist die Nachfrage nach tragbaren Geräten rasant gestiegen. Daher muss die Halbleiterindustrie den Stromverbrauch von Chips begrenzen. Die Designbranche für ASIC/FPGA-Chips ist aufgrund der weit verbreiteten Verwendung von Geräten, die maximale Geschwindigkeit und minimalen Stromverbrauch erfordern, wie 5G-Smartphones, Smart Wearables und Gesundheitsgeräte, die kontinuierlich Daten generieren, in Richtung einer Entwicklung mit geringem Stromverbrauch getrieben.
  • Die Nachfrage nach Rechenzentren, künstlicher Intelligenz (KI) und maschinellem Lernen (ML) in Unternehmen, Behörden und Bildungseinrichtungen wächst aufgrund der COVID-19-Pandemie exponentiell. Dieses Wachstum wirkt sich positiv auf die Nachfrage nach FPGAs aus. Es wird erwartet, dass es bis Ende 2022 das gleiche Tempo beibehält und dazu beiträgt, den Einfluss und die Bedeutung von FPGAs in verschiedenen Endbenutzerbranchen zu verbreiten. 

Umfang des Berichts

Feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGAs) sind vorgefertigte Siliziumbauelemente, die vor Ort elektrisch programmiert werden können, um nahezu jede Art von digitaler Schaltung oder System zu werden. Sie sind ein Array aus konfigurierbaren Logikblöcken (CLBs), die über programmierbare Verbindungen verbunden sind. Sie können nach der Herstellung auf die gewünschten Anwendungs- oder Funktionsanforderungen umprogrammiert werden. 

Die Studie umfasst FPGAs basierend auf Konfiguration (High-End-FPGA und Mittelbereichs-/Low-End-FPGA), Architekturtyp (SRAM, Anti-Fuse, Flash), Endbenutzeranwendungen (IT und Telekommunikation, Unterhaltungselektronik, Automobil, Industrie, Militär und Luft- und Raumfahrt) und Geographie.

By Configuration
High-end FPGA
Mid-range FPGA/Low-end FPGA
By Architecture
SRAM-based FPGA
Anti-fuse Based FPGA
Flash-based FPGA
By End-user Industry
IT and Telecommunication
Consumer Electronics
Automotive
Industrial
Military and Aerospace
Other End-user Industries
By Geography
North America
United States
Canada
Europe
Germany
United Kingdom
France
Rest of Europe
Asia Pacific
China
Japan
India
South Korea
Rest of Asia Pacific
Latin America
Brazil
Argentina
Mexico
Rest of Latin America
Middle East and Africa
United Arab Emirates
Saudi Arabia
South Africa
Rest of Middle East and Africa

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Wichtige Markttrends

Steigende Nachfrage nach IoT, um den Markt voranzutreiben

  • Die parallele Ausführung ist ein wesentlicher Vorteil von FPGAs, da eine Reihe von Sensoren, wie Feuchtigkeits- und Temperatursensoren, kontinuierlich arbeiten. Da keine Zeit für das Schleifen und Warten auf die Verzögerung aufgewendet werden muss, sind FPGAs für das IoT tendenziell energieeffizienter.
  • Laut dem Bericht „State of the IoT 2020“ überstieg die Zahl der IoT-Verbindungsgeräte erstmals die Zahl der Nicht-IoT-Verbindungsgeräte. Von den 21,7 Milliarden aktiven verbundenen Geräten weltweit waren Ende 2020 11,7 Milliarden (oder 54 %) IoT-Geräteverbindungen. Bis 2025 wird diese Zahl voraussichtlich über 30 Milliarden betragen, durchschnittlich fast 4 IoT-Geräte pro Person. 
  • Die Nachfrage nach IoT wird im Prognosezeitraum voraussichtlich noch weiter steigen, was auf eine steigende Nachfrage nach Halbleitern und anderen Komponenten hindeutet. Laut SEMI wird die Größe des Halbleiter- und Sensormarktes für IoT-Geräte bis 2025 voraussichtlich 114,2 Milliarden US-Dollar erreichen.
  • Mit der rasanten Zunahme der Anzahl von IoT-Geräten wird auch erwartet, dass der Chipbedarf für den Bau von IoT-Geräten im Prognosezeitraum steigen wird. Die Reduzierung des Energieverbrauchs in Verbindung mit der Miniaturisierung von Chips wird von den Herstellern priorisiert.
  • Das IoT verspricht, eine wichtige treibende Kraft zu sein, die bedeutende Innovationen schaffen, neue Geschäftsmodelle ermöglichen und die globale Gesellschaft auf vielfältige Weise verbessern würde. Marktanbieter konzentrieren sich auf die Entwicklung von FPGAs, um sie in IoT-Geräte und -Lösungen zu integrieren. Beispielsweise ermöglichen Intel FPGAs-Lösungen wie Intel Stratix 10 Skalierbarkeit und Flexibilität, um IoT-Anforderungen mit inhärenter Software- und Hardware-Programmierbarkeit zu erfüllen.
FPGA Market

China treibt den Markt im asiatisch-pazifischen Raum voran

  • China hat den größten Halbleitermarkt der Welt. China verbraucht jährlich mehr als die Hälfte aller Halbleiter, sowohl für den internen Gebrauch als auch für den potenziellen Export. Infolgedessen beflügelte die rasche Expansion der chinesischen Nachfrage den FPGA-Markt. Andererseits können einheimische chinesische Produzenten nur etwa 30 % ihres Bedarfs decken. Infolgedessen forderte die chinesische Regierung ihre nationalen Champions und führenden digitalen Unternehmen auf, ihre inländischen Halbleiterfertigungskapazitäten auszubauen, um Chinas Abhängigkeit von der Halbleiternachfrage im Ausland auszugleichen.
  • Darüber hinaus gewinnt die Einführung von 5G sowohl im Netzwerk- als auch im Gerätebereich an Dynamik. Laut dem veröffentlichten Bericht werden die 5G-Abonnements von Ericson Mobility auf 1 Milliarde geschätzt, zwei Jahre früher als 4G. Zu den Schlüsselfaktoren gehören Chinas früheres Engagement für 5G im Vergleich zu 4G sowie die zeitnahe Verfügbarkeit von Geräten mehrerer Anbieter. Der chinesische Telekommunikationssektor erlebte in den letzten Jahren eine rasante Expansion, die voraussichtlich bis 2025 anhalten wird. Die Entwicklung der Branche wird hauptsächlich durch die steigende Bevölkerung, Kommunikationsdienste und die Nutzung von Smartphones vorangetrieben. Premium-Konnektivitäts- und Inhaltsdienste in China machen den Großteil des Marktwachstums im Land aus.
  • Darüber hinaus ebnet China den Weg für die Expansion des FPGA-Marktes, da die Nachfrage des Landes aufgrund seiner führenden Position in der globalen Herstellung von Geräten der Unterhaltungselektronik wächst. China ist das weltweit größte Produktionszentrum und produziert 36 % der weltweiten Elektronik, darunter Smartphones, Computer, Cloud-Server und Telekommunikationsinfrastruktur, was das Land zum wichtigsten Knotenpunkt der globalen Elektronik-Lieferkette macht. Die Popularität der künstlichen Intelligenz (KI) in China eröffnete dem chinesischen Markt für Unterhaltungselektronik ein neues Entwicklungspotenzial. Smart Homes und IoT (Internet of Things) dürften im nächsten Jahrzehnt ein erhebliches Entwicklungspotenzial für Hersteller von FPGAs darstellen.
  • Die Nachfrage nach FPGA in China wächst kontinuierlich aufgrund des zunehmenden Anwendungsbereichs und der Verwendung von FPGA in der Endbenutzerindustrie. Zum Beispiel. Chinas militärische UAV-Industrie ist robust und wächst schnell. Programmable Gate Arrays (FPGAs) verändern die Entwicklung solcher UAV-Systeme. FPGAs werden in High-Level-Navigationssteuerungstechniken wie Pfadplanung, Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) und Stereovision sowie in sicherheitskritischen Low-Level-Aktivitäten, einschließlich Systemstabilität, Zustandsschätzung und Peripherieschnittstelle, verwendet. Darüber hinaus wird die FPGA-Nutzung in missionskritischen Funktionen wie Zielverfolgung, Kommunikation und Hindernisvermeidung untersucht.
FPGA Market

Wettbewerbslandschaft

Die Art des Wettbewerbs innerhalb der Branche kann in zwei verschiedenen Segmenten untersucht werden. Hauptsächlich aufgrund der Größenvorteile und der Art der Produktangebote bleibt der Marktraum stark umkämpft, und die Kosten-Volumen-Metriken bevorzugen Unternehmen, die mit niedrigen Fixkosten arbeiten. Einige wichtige Akteure auf dem Markt sind unter anderem Xilinx, Achronix Semiconductor Corp., Intel Corporation und Quicklogic Corporation. Zu den wichtigsten jüngsten Entwicklungen auf dem Markt gehören:

  • Februar 2022 – QuickLogic Corporation gab bekannt, dass seine PolarPro 3-Familie von SRAM-basierten FPGAs mit geringem Stromverbrauch verfügbar ist, um die Herausforderungen bei der Verfügbarkeit von Halbleitern zu lösen. Diese hochflexible Familie zeichnet sich durch einen Stromverbrauch von nur 55 uA und einen winzigen Footprint in kleinen Gehäusen sowie Chipoptionen aus. 
  • November 2021 – Xilinx bringt Alveo U55C auf den Markt, seine leistungsstärkste Beschleunigerkarte, die speziell für HPC- und Big-Data-Workloads entwickelt wurde. Die neue Alveo U55C-Karte ist die leistungsstärkste Alveo-Beschleunigerkarte des Unternehmens und bietet die höchste Computerdichte und HBM-Kapazität im Alveo-Beschleunigerportfolio.

Wettbewerbslandschaft

Die Art des Wettbewerbs innerhalb der Branche kann in zwei verschiedenen Segmenten untersucht werden. Hauptsächlich aufgrund der Größenvorteile und der Art der Produktangebote bleibt der Marktraum stark umkämpft, und die Kosten-Volumen-Metriken bevorzugen Unternehmen, die mit niedrigen Fixkosten arbeiten. Einige wichtige Akteure auf dem Markt sind unter anderem Xilinx, Achronix Semiconductor Corp., Intel Corporation und Quicklogic Corporation. Zu den wichtigsten jüngsten Entwicklungen auf dem Markt gehören:

  • Februar 2022 – QuickLogic Corporation gab bekannt, dass seine PolarPro 3-Familie von SRAM-basierten FPGAs mit geringem Stromverbrauch verfügbar ist, um die Herausforderungen bei der Verfügbarkeit von Halbleitern zu lösen. Diese hochflexible Familie zeichnet sich durch einen Stromverbrauch von nur 55 uA und einen winzigen Footprint in kleinen Gehäusen sowie Chipoptionen aus. 
  • November 2021 – Xilinx bringt Alveo U55C auf den Markt, seine leistungsstärkste Beschleunigerkarte, die speziell für HPC- und Big-Data-Workloads entwickelt wurde. Die neue Alveo U55C-Karte ist die leistungsstärkste Alveo-Beschleunigerkarte des Unternehmens und bietet die höchste Computerdichte und HBM-Kapazität im Alveo-Beschleunigerportfolio.

Table of Contents

  1. 1. INTRODUCTION

    1. 1.1 Study Assumptions and Market Definition

    2. 1.2 Scope of the Study

  2. 2. RESEARCH METHODOLOGY

  3. 3. EXECUTIVE SUMMARY

  4. 4. MARKET INSIGHTS

    1. 4.1 Market Overview

    2. 4.2 Industry Value Chain Analysis

    3. 4.3 Industry Attractiveness - Porter's Five Forces Analysis

      1. 4.3.1 Bargaining Power of Suppliers

      2. 4.3.2 Bargaining Power of Consumers

      3. 4.3.3 Threat of New Entrants

      4. 4.3.4 Intensity of Competitive Rivalry

      5. 4.3.5 Threat of Substitutes

    4. 4.4 Assessment of Impact of COVID-19 on the Industry

  5. 5. MARKET DYNAMICS

    1. 5.1 Market Drivers

      1. 5.1.1 Increasing Demand for IoT

    2. 5.2 Market Restraints

      1. 5.2.1 High Power Consumption Compared to ASIC

  6. 6. MARKET SEGMENTATION

    1. 6.1 By Configuration

      1. 6.1.1 High-end FPGA

      2. 6.1.2 Mid-range FPGA/Low-end FPGA

    2. 6.2 By Architecture

      1. 6.2.1 SRAM-based FPGA

      2. 6.2.2 Anti-fuse Based FPGA

      3. 6.2.3 Flash-based FPGA

    3. 6.3 By End-user Industry

      1. 6.3.1 IT and Telecommunication

      2. 6.3.2 Consumer Electronics

      3. 6.3.3 Automotive

      4. 6.3.4 Industrial

      5. 6.3.5 Military and Aerospace

      6. 6.3.6 Other End-user Industries

    4. 6.4 By Geography

      1. 6.4.1 North America

        1. 6.4.1.1 United States

        2. 6.4.1.2 Canada

      2. 6.4.2 Europe

        1. 6.4.2.1 Germany

        2. 6.4.2.2 United Kingdom

        3. 6.4.2.3 France

        4. 6.4.2.4 Rest of Europe

      3. 6.4.3 Asia Pacific

        1. 6.4.3.1 China

        2. 6.4.3.2 Japan

        3. 6.4.3.3 India

        4. 6.4.3.4 South Korea

        5. 6.4.3.5 Rest of Asia Pacific

      4. 6.4.4 Latin America

        1. 6.4.4.1 Brazil

        2. 6.4.4.2 Argentina

        3. 6.4.4.3 Mexico

        4. 6.4.4.4 Rest of Latin America

      5. 6.4.5 Middle East and Africa

        1. 6.4.5.1 United Arab Emirates

        2. 6.4.5.2 Saudi Arabia

        3. 6.4.5.3 South Africa

        4. 6.4.5.4 Rest of Middle East and Africa

  7. 7. COMPETITIVE LANDSCAPE

    1. 7.1 Company Profiles

      1. 7.1.1 Xilinx Inc.

      2. 7.1.2 Lattice Semiconductor Corporation

      3. 7.1.3 Quicklogic Corporation

      4. 7.1.4 Intel Corporation

      5. 7.1.5 Achronix Semiconductor Corporation

      6. 7.1.6 GOWIN Semiconductor Corporation

      7. 7.1.7 Microchip Technology Incorporated

      8. 7.1.8 Efinix Inc.

    2. *List Not Exhaustive
  8. 8. VENDOR MARKET SHARE ANALYSIS

  9. 9. INVESTMENT ANALYSIS

  10. 10. MARKET OPPORTUNITIES AND FUTURE OUTLOOK

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Frequently Asked Questions

Der FPGA-Markt wird von 2020 bis 2027 untersucht.

Der FPGA-Markt wächst in den nächsten 5 Jahren mit einer CAGR von 8,32 %.

Der asiatisch-pazifische Raum wächst zwischen 2021 und 2026 mit der höchsten CAGR.

Asien-Pazifik hält 2021 den höchsten Anteil.

Xilinx, Inc., Lattice Semiconductor Corporation, Quicklogic Corporation, Intel Corporation und Achronix Semiconductor Corporation sind die wichtigsten Unternehmen, die auf dem FPGA-Markt tätig sind.

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