Mercado Field Programmable Gate Array (FPGA) - Crescimento, tendências, impacto COVID-19 e previsões (2022 - 2027)

O mercado de FPGA é segmentado por configuração (FPGA de gama alta, FPGA de gama média e FPGA de gama baixa), arquitetura (FPGA baseado em SRAM, FPGA baseado em antifusível e FPGA baseado em Flash), indústria de usuário final ( TI e Telecomunicações, Eletrônicos de Consumo, Automotivo, Industrial e Militar e Aeroespacial) e Geografia.

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Visão geral do 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?

Visão geral do mercado

O mercado global de FPGA (doravante referido como o mercado estudado) foi avaliado em US$ 6.958,1 milhões em 2021, e espera-se atingir US$ 11.751,8 milhões até 2027, registrando um CAGR de 8,32% no período 2022-2027 (doravante, referido como o período de previsão).

  • As matrizes de portas programáveis ​​em campo (FPGAs) são circuitos integrados com uma malha de hardware programável. Ao contrário de ASICs ou unidades de processamento gráfico (GPUs), o circuito dentro de um chip FPGA não é gravado com força; ele pode ser reprogramado conforme necessário. Essa capacidade torna os FPGAs uma alternativa adequada aos ASICs, que exigem um longo tempo de desenvolvimento, bem como um investimento significativo para projetar e fabricar.
  • A indústria de tecnologia vem adotando FPGAs para aprendizado de máquina e aprendizado profundo. Na última década, a Microsoft Research demonstrou um dos primeiros casos de uso de IA em FPGAs como parte dos esforços da empresa para acelerar as pesquisas na web. Os FPGAs forneceram uma combinação de programabilidade, velocidade e flexibilidade, oferecendo desempenho sem alto custo e complexidade para desenvolver circuitos integrados específicos de aplicativos personalizados (ASICs). O mecanismo de pesquisa Bing da Microsoft também usa FPGAs em produção, indicando seu valor para aplicativos de aprendizado profundo. De acordo com a empresa, o Bing obteve um aumento de 50% na taxa de transferência usando FPGAs para acelerar o ranking de busca.
  • Os FPGAs oferecem personalização de hardware com IA integrada e podem ser programados para fornecer comportamento como um ASIC ou uma GPU. A natureza reconfigurável e reprogramável de um FPGA se torna adequada para um cenário de IA em rápida evolução, permitindo que os designers testem algoritmos rapidamente e cheguem ao mercado rapidamente. Os FPGAs oferecem várias vantagens para aplicativos de aprendizado profundo e outras cargas de trabalho de IA, incluindo desempenho aprimorado com baixa latência e alta taxa de transferência, eficiência considerando valor e custo e baixo consumo de energia.
  • Nos últimos anos, a demanda por dispositivos portáteis aumentou rapidamente. Portanto, a indústria de semicondutores deve limitar o consumo de energia dos chips. A indústria de design de chips ASIC/FPGA é orientada para o desenvolvimento de baixo consumo de energia devido ao uso generalizado de dispositivos que exigem velocidade máxima e consumo mínimo de energia, como smartphones 5G, wearables inteligentes e dispositivos de saúde que geram dados continuamente.
  • A demanda por data centers, inteligência artificial (IA) e aprendizado de máquina (ML) em empresas, governos e entidades educacionais está testemunhando um crescimento exponencial devido à pandemia do COVID-19. Este crescimento está impactando positivamente a demanda por FPGAs. Espera-se que mantenha o mesmo ritmo até o final de 2022, ajudando a espalhar o impacto e a importância dos FPGAs em vários setores de usuários finais. 

Escopo do Relatório

As matrizes de portas programáveis ​​em campo (FPGAs) são dispositivos de silício pré-fabricados que podem ser programados eletricamente em campo para se tornarem praticamente qualquer tipo de circuito ou sistema digital. Eles são uma matriz de blocos lógicos configuráveis ​​(CLBs) conectados por meio de interconexões programáveis. Eles podem ser reprogramados para os requisitos de aplicação ou funcionalidade desejados após a fabricação. 

O estudo abrange FPGAs com base na configuração (FPGA High-end e FPGA de médio alcance / Low-end), tipo de arquitetura (SRAM, Anti-fuse, Flash), aplicações de usuário final (TI e Telecomunicações, Consumer Electronics, Automotive, Industrial, Militar e Aeroespacial, entre outros) e geografia.

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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Principais tendências do mercado

Demanda crescente por IoT para impulsionar o mercado

  • A execução paralela é um dos principais benefícios dos FPGAs, pois vários sensores, como sensores de umidade e temperatura, operam continuamente. Como não é necessário gastar tempo em loop e espera pelo atraso, os FPGAs tendem a ser mais eficientes em termos de energia para IoT.
  • De acordo com o relatório State of the IoT 2020, o número de dispositivos de conexão IoT ultrapassou o número de dispositivos de conexão não IoT pela primeira vez. Dos 21,7 bilhões de dispositivos conectados ativos em todo o mundo, 11,7 bilhões (ou 54%) eram conexões de dispositivos IoT no final de 2020. Até 2025, esse número deverá ser superior a 30 bilhões, quase 4 dispositivos IoT por pessoa em média. 
  • Espera-se que a demanda por IoT aumente ainda mais durante o período de previsão, o que significa o crescimento da demanda por semicondutores e outros componentes. De acordo com a SEMI, o tamanho do mercado de semicondutores e sensores para dispositivos IoT deverá atingir US$ 114,2 bilhões até 2025.
  • Com o rápido aumento no número de dispositivos IoT, a exigência de chips para a construção de dispositivos IoT também deve aumentar durante o período de previsão. A redução do consumo de energia, aliada à miniaturização dos chips, será priorizada pelos fabricantes.
  • A IoT promete ser uma grande força motriz que criaria inovação significativa, facilitaria novos modelos de negócios e melhoraria a sociedade global de várias maneiras. Os fornecedores do mercado se concentram no desenvolvimento de FPGAs para integrá-los a dispositivos e soluções de IoT. Por exemplo, as soluções de FPGAs da Intel, como o Intel Stratix 10, permitem escalabilidade e flexibilidade para atender aos requisitos de IoT com programação inerente de software e hardware.
FPGA Market

China para impulsionar o mercado na Ásia-Pacífico

  • A China tem o maior mercado de semicondutores do mundo. A China consome mais da metade de todos os semicondutores anualmente, tanto para uso interno quanto para exportação potencial. Como resultado, a rápida expansão da demanda chinesa impulsionou o mercado de FPGA. Por outro lado, os produtores domésticos chineses podem atender apenas cerca de 30% de suas necessidades. Como resultado, o governo chinês instou seus campeões nacionais e as principais empresas digitais a desenvolver suas capacidades domésticas de fabricação de semicondutores para reequilibrar a dependência da China da demanda de semicondutores no exterior.
  • Além disso, a adoção do 5G está crescendo em força para os domínios de rede e dispositivo. De acordo com o relatório publicado, estima-se que as assinaturas de mobilidade 5G da Ericson cheguem a 1 bilhão, dois anos antes do 4G. Os principais fatores incluem o envolvimento anterior da China com o 5G, em comparação com o 4G, juntamente com a disponibilidade oportuna de dispositivos de vários fornecedores. O setor de telecomunicações chinês experimentou uma rápida expansão nos últimos anos, e prevê-se que continue a fazê-lo até 2025. O desenvolvimento do setor é impulsionado principalmente pelo aumento da população, serviços de comunicação e uso de smartphones. Conectividade premium e serviços de conteúdo na China são responsáveis ​​pela maior parte do crescimento do mercado no país.
  • Além disso, a China está abrindo caminho para a expansão do mercado de FPGA, pois a demanda do país está crescendo devido à sua posição de liderança na fabricação global de aparelhos eletrônicos de consumo. A China é o maior centro de manufatura do mundo, produzindo 36% dos eletrônicos do mundo, incluindo smartphones, computadores, servidores em nuvem e infraestrutura de telecomunicações, estabelecendo o país como o nó mais importante da cadeia global de suprimentos de eletrônicos. A popularidade da inteligência artificial (IA) na China abriu um novo potencial de desenvolvimento para o mercado chinês de eletrônicos de consumo. Casas inteligentes e IoT (Internet das Coisas) provavelmente serão um potencial de desenvolvimento significativo para os fabricantes de FPGA na próxima década.
  • A demanda por FPGA na China está crescendo continuamente, devido à crescente área de aplicação e uso de FPGA na indústria de usuários finais. Por exemplo. A indústria militar de UAV da China é robusta e está crescendo rapidamente. Programmable Gate Arrays (FPGAs) alteram o desenvolvimento de tais sistemas UAV. FPGAs são usados ​​em técnicas de controle de navegação de alto nível, como planejamento de caminho, localização e mapeamento simultâneos (SLAM) e visão estéreo, bem como atividades de baixo nível críticas de segurança, incluindo estabilidade do sistema, estimativa de estado e interface periférica. Além disso, além de investigar o uso do FPGA em funções de missão crítica, como rastreamento de alvos, comunicação e prevenção de obstáculos.
FPGA Market

Cenário competitivo

A natureza da competição dentro da indústria pode ser estudada em dois segmentos diferentes. Principalmente devido às economias de escala e natureza das ofertas de produtos, o espaço de mercado permanece altamente contestado, e as métricas de custo-volume favorecem empresas que operam com custos fixos baixos. Alguns dos principais players do mercado são Xilinx, Achronix Semiconductor Corp., Intel Corporation e Quicklogic Corporation, entre outros. Alguns dos principais desenvolvimentos recentes no mercado incluem:

  • Fevereiro de 2022 - A QuickLogic Corporation anunciou que sua família PolarPro 3 de FPGAs baseados em SRAM de baixo consumo estava disponível para resolver os desafios de disponibilidade de fornecimento de semicondutores. Esta família altamente flexível apresenta um consumo de energia tão baixo quanto 55uA e uma pegada pequena em embalagens pequenas, bem como opções de matriz. 
  • Novembro de 2021 - A Xilinx lançou o Alveo U55C, sua placa aceleradora mais poderosa, desenvolvida especificamente para HPC e cargas de trabalho de big data. A nova placa Alveo U55C é a placa aceleradora Alveo mais poderosa da empresa, oferecendo a maior densidade de computadores e capacidade HBM do portfólio de aceleradores Alveo.

Cenário competitivo

A natureza da competição dentro da indústria pode ser estudada em dois segmentos diferentes. Principalmente devido às economias de escala e natureza das ofertas de produtos, o espaço de mercado permanece altamente contestado, e as métricas de custo-volume favorecem empresas que operam com custos fixos baixos. Alguns dos principais players do mercado são Xilinx, Achronix Semiconductor Corp., Intel Corporation e Quicklogic Corporation, entre outros. Alguns dos principais desenvolvimentos recentes no mercado incluem:

  • Fevereiro de 2022 - A QuickLogic Corporation anunciou que sua família PolarPro 3 de FPGAs baseados em SRAM de baixo consumo estava disponível para resolver os desafios de disponibilidade de fornecimento de semicondutores. Esta família altamente flexível apresenta um consumo de energia tão baixo quanto 55uA e uma pegada pequena em embalagens pequenas, bem como opções de matriz. 
  • Novembro de 2021 - A Xilinx lançou o Alveo U55C, sua placa aceleradora mais poderosa, desenvolvida especificamente para HPC e cargas de trabalho de big data. A nova placa Alveo U55C é a placa aceleradora Alveo mais poderosa da empresa, oferecendo a maior densidade de computadores e capacidade HBM do portfólio de aceleradores Alveo.

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

O mercado FPGA Market é estudado de 2020 a 2027.

O mercado de FPGA está crescendo a um CAGR de 8,32% nos próximos 5 anos.

A Ásia-Pacífico está crescendo no CAGR mais alto em 2021-2026.

A Ásia-Pacífico detém a maior participação em 2021.

Xilinx, Inc., Lattice Semiconductor Corporation, Quicklogic Corporation, Intel Corporation, Achronix Semiconductor Corporation são as principais empresas que operam no mercado FPGA.

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