Mercado de Field Programmable Gate Array (FPGA): crecimiento, tendencias, impacto de COVID-19 y pronósticos (2022 - 2027)

El mercado de FPGA está segmentado por configuración (FPGA de gama alta, FPGA de gama media y FPGA de gama baja), arquitectura (FPGA basada en SRAM, FPGA basada en antifusibles y FPGA basada en Flash), industria de usuarios finales ( Informática y Telecomunicaciones, Electrónica de Consumo, Automoción, Industrial y Militar y Aeroespacial) y Geografía.

Instantánea del mercado

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 %

Need a report that reflects how COVID-19 has impacted this market and its growth?

Visión general del mercado

El mercado global de FPGA (en adelante, el mercado estudiado) se valoró en USD 6958,1 millones en 2021, y se espera que alcance los USD 11751,8 millones en 2027, registrando una CAGR de 8,32% durante el período 2022-2027 (en adelante, referido como el período de pronóstico).

  • Las matrices de puertas programables en campo (FPGA) son circuitos integrados que tienen una estructura de hardware programable. A diferencia de los ASIC o las unidades de procesamiento de gráficos (GPU), el circuito dentro de un chip FPGA no está grabado; se puede reprogramar según sea necesario. Esta capacidad convierte a los FPGA en una alternativa adecuada a los ASIC, que requieren un largo tiempo de desarrollo, así como una inversión significativa para diseñar y fabricar.
  • La industria tecnológica ha estado adoptando FPGA para el aprendizaje automático y el aprendizaje profundo. En la última década, Microsoft Research demostró uno de los primeros casos de uso de IA en FPGA como parte de los esfuerzos de la empresa para acelerar las búsquedas web. Los FPGA proporcionaron una combinación de programabilidad, velocidad y flexibilidad que brindan rendimiento sin un alto costo y complejidad para desarrollar circuitos integrados específicos de aplicaciones (ASIC) personalizados. El motor de búsqueda Bing de Microsoft también usa FPGA en producción, lo que indica su valor para las aplicaciones de aprendizaje profundo. Según la empresa, Bing logró un aumento del 50 % en el rendimiento utilizando FPGA para acelerar el ranking de búsqueda.
  • Los FPGA ofrecen personalización de hardware con IA integrada y pueden programarse para ofrecer un comportamiento como un ASIC o una GPU. La naturaleza reconfigurable y reprogramable de un FPGA lo hace muy adecuado para un panorama de IA en rápida evolución, lo que permite a los diseñadores probar algoritmos rápidamente y llegar al mercado rápidamente. Los FPGA brindan varias ventajas para las aplicaciones de aprendizaje profundo y otras cargas de trabajo de IA, incluido un rendimiento mejorado con baja latencia y alto rendimiento, eficiencia considerando el valor y el costo, y bajo consumo de energía.
  • En los últimos años, la demanda de dispositivos portátiles aumentó rápidamente. Por lo tanto, la industria de los semiconductores debe limitar el consumo de energía de los chips. La industria del diseño de chips ASIC/FPGA está impulsada hacia el desarrollo de bajo consumo debido al uso generalizado de dispositivos que requieren la máxima velocidad y el mínimo consumo de energía, como teléfonos inteligentes 5G, dispositivos portátiles inteligentes y dispositivos de atención médica que generan datos continuamente.
  • La demanda de centros de datos, inteligencia artificial (IA) y aprendizaje automático (ML) en empresas, entidades gubernamentales y educativas está experimentando un crecimiento exponencial debido a la pandemia de COVID-19. Este crecimiento está impactando positivamente en la demanda de FPGA. Se espera que mantenga el mismo ritmo hasta fines de 2022, ayudando a difundir el impacto y la importancia de los FPGA en varias industrias de usuarios finales. 

Alcance del Informe

Las matrices de puertas programables en campo (FPGA) son dispositivos de silicio prefabricados que se pueden programar eléctricamente en el campo para convertirse en casi cualquier tipo de circuito o sistema digital. Son una matriz de bloques lógicos configurables (CLB) conectados a través de interconexiones programables. Se pueden reprogramar según la aplicación deseada o los requisitos de funcionalidad después de la fabricación. 

El estudio cubre los FPGA según la configuración (FPGA de gama alta y FPGA de gama media/baja), el tipo de arquitectura (SRAM, Anti-fuse, Flash), las aplicaciones de usuario final (TI y telecomunicaciones, electrónica de consumo, automoción, Industrial, y Militar y Aeroespacial, entre otros) y geografía.

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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Tendencias clave del mercado

Aumento de la demanda de IoT para impulsar el mercado

  • La ejecución en paralelo es un beneficio clave de los FPGA, ya que varios sensores, como los de humedad y temperatura, funcionan de forma continua. Dado que no es necesario dedicar tiempo a hacer bucles y esperar el retraso, los FPGA tienden a ser más eficientes energéticamente para IoT.
  • Según el informe State of the IoT 2020, la cantidad de dispositivos de conexión de IoT superó la cantidad de dispositivos de conexión que no son de IoT por primera vez. De los 21 700 millones de dispositivos conectados activos en todo el mundo, 11 700 millones (o el 54 %) eran conexiones de dispositivos IoT a finales de 2020. Para 2025, se espera que esta cifra supere los 30 000 millones, casi 4 dispositivos IoT por persona en promedio. 
  • Se espera que la demanda de IoT aumente aún más durante el período de pronóstico, lo que significa un crecimiento en la demanda de semiconductores y otros componentes. Según SEMI, se espera que el tamaño del mercado de semiconductores y sensores para dispositivos IoT alcance los 114 200 millones de USD para 2025.
  • Con el rápido aumento en la cantidad de dispositivos IoT, también se espera que aumente el requisito de chips para construir dispositivos IoT durante el período de pronóstico. Los fabricantes darán prioridad a la reducción del consumo de energía, combinada con la miniaturización de los chips.
  • IoT promete ser una importante fuerza impulsora que crearía una innovación significativa, facilitaría nuevos modelos de negocios y mejoraría la sociedad global de múltiples maneras. Los proveedores del mercado se enfocan en desarrollar FPGA para integrarlos en dispositivos y soluciones de IoT. Por ejemplo, las soluciones Intel FPGA, como Intel Stratix 10, permiten la escalabilidad y la flexibilidad para abordar los requisitos de IoT con la programabilidad inherente de software y hardware.
FPGA Market

China impulsará el mercado en Asia Pacífico

  • China tiene el mercado de semiconductores más grande del mundo. China consume más de la mitad de todos los semiconductores anualmente, tanto para uso interno como para exportación potencial. Como resultado, la rápida expansión de la demanda china impulsó el mercado de FPGA. Por otro lado, los productores nacionales chinos solo pueden satisfacer alrededor del 30% de sus necesidades. Como resultado, el gobierno chino instó a sus campeones nacionales y empresas digitales líderes a desarrollar sus capacidades nacionales de fabricación de semiconductores para reequilibrar la dependencia de China de la demanda de semiconductores en el extranjero.
  • Además, la adopción de 5G está creciendo en impulso tanto para la red como para los dominios de dispositivos. Según el informe publicado, se estima que las suscripciones 5G de movilidad de Ericson alcancen los mil millones, dos años antes que 4G. Los factores clave incluyen el compromiso anterior de China con 5G, en comparación con 4G, junto con la disponibilidad oportuna de dispositivos de varios proveedores. El sector de las telecomunicaciones chino experimentó una rápida expansión en los últimos años y se prevé que continúe haciéndolo hasta 2025. El desarrollo de la industria se ve impulsado principalmente por el aumento de la población, los servicios de comunicación y el uso de teléfonos inteligentes. Los servicios premium de conectividad y contenido en China representan la mayor parte del crecimiento del mercado en el país.
  • Además, China está allanando el camino para la expansión del mercado de FPGA, ya que la demanda del país está creciendo debido a su posición de liderazgo en la fabricación mundial de dispositivos electrónicos de consumo. China es el centro de fabricación más grande del mundo, produce el 36% de los productos electrónicos del mundo, incluidos teléfonos inteligentes, computadoras, servidores en la nube e infraestructura de telecomunicaciones, lo que establece al país como el nodo más importante de la cadena de suministro de productos electrónicos a nivel mundial. La popularidad de la inteligencia artificial (IA) en China abrió un nuevo potencial de desarrollo para el mercado chino de electrónica de consumo. Es probable que los hogares inteligentes y el IoT (Internet de las cosas) sean un importante potencial de desarrollo para los fabricantes de FPGA en la próxima década.
  • La demanda de FPGA en China está creciendo continuamente, debido a la creciente área de aplicación y uso de FPGA en la industria del usuario final. Por ejemplo. La industria militar de vehículos aéreos no tripulados de China es robusta y está creciendo rápidamente. Las matrices de puertas programables (FPGA) alteran el desarrollo de dichos sistemas UAV. Los FPGA se utilizan en técnicas de control de navegación de alto nivel, como planificación de rutas, localización y mapeo simultáneos (SLAM) y visión estereoscópica, así como actividades de bajo nivel críticas para la seguridad, incluida la estabilidad del sistema, la estimación del estado y la interfaz periférica. Además, además de investigar el uso de FPGA en funciones de misión crítica, como el seguimiento de objetivos, la comunicación y la evitación de obstáculos.
FPGA Market

Panorama competitivo

La naturaleza de la competencia dentro de la industria se puede estudiar en dos segmentos diferentes. Principalmente debido a las economías de escala y la naturaleza de las ofertas de productos, el espacio de mercado sigue siendo muy disputado y las métricas de costo-volumen favorecen a las empresas que operan con costos fijos bajos. Algunos jugadores clave en el mercado son Xilinx, Achronix Semiconductor Corp., Intel Corporation y Quicklogic Corporation, entre otros. Algunos desarrollos recientes clave en el mercado incluyen:

  • Febrero de 2022: QuickLogic Corporation anunció que su familia PolarPro 3 de FPGA basados ​​en SRAM y de bajo consumo estaba disponible para resolver los desafíos de disponibilidad de suministro de semiconductores. Esta familia altamente flexible presenta un consumo de energía tan bajo como 55 uA y una huella pequeña en paquetes pequeños, así como opciones de matriz. 
  • Noviembre de 2021: Xilinx lanzó Alveo U55C, su tarjeta aceleradora más poderosa, diseñada específicamente para HPC y cargas de trabajo de big data. La nueva tarjeta Alveo U55C es la tarjeta aceleradora Alveo más poderosa de la compañía y ofrece la mayor densidad de computadoras y capacidad HBM en la cartera de aceleradores Alveo.

Recent Development

  • March 2022 - QuickLogic Corporation teamed with SkyWater Technology to make a "fast boot" rad-hard eFPGA IP available to users of SkyWater's 90 nm rad-hard (RH90) process. This technology can be embedded as an IP core in ASIC and SoC devices or implemented as a custom rad-hard FPGA for mission-critical and/or ruggedized applications.
  • February 2022 - AMD and Xilinx announced entering a definitive agreement for AMD to acquire Xilinx in an all-stock transaction valued at USD 35 billion. This will help expand the breadth of AMD's product portfolio and customer set across diverse growth markets. Joining AMD will accelerate growth in Xilinx's data center business and enable it to pursue a broader customer base across more markets.
  • November 2021 - Lattice Semiconductor Corporation acquired Mirametrix, Inc., a software company focused on advanced artificial intelligence (AI) solutions for computer vision applications. Combining Mirametrix's expertise with Lattice's innovative hardware and software solution stacks creates an end-to-end AI and computer vision solution that spans from the hardware to the application layer.

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

El mercado de FPGA Market se estudia desde 2020 hasta 2027.

El mercado de FPGA está creciendo a una CAGR del 8,32 % en los próximos 5 años.

Asia Pacífico está creciendo a la CAGR más alta durante 2021-2026.

Asia-Pacífico tiene la mayor participación en 2021.

Xilinx, Inc., Lattice Semiconductor Corporation, Quicklogic Corporation, Intel Corporation, Achronix Semiconductor Corporation son las principales empresas que operan en el mercado de FPGA.

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