一直以来，FPGA主要在通信、数据处理、网络、仪器、工业控制等领域应用甚广，伴随这几年数字化转型推动，各行业对数据中心、AI、机器学习等需求快速提升。根据Frostamp;Sullivan预测，全球FPGA需求在2025年将达到125.8亿美元，年均复合增长率约为16.4%。
在近日举办的Lattice Avant新品发布会上，面对新技术升级带来的变革与机遇，莱迪思半导体亚太区现场技术支持总监蒲小双对FPGA的未来同样展示出了极大的信心。他表示，“在过往十年中，市场上有50亿片的FPGA器件，在未来器件的数量还会继续增长，十年后有望直接翻倍，达到100亿片。”
在代表性的增量市场，除了AI，另一个就是汽车电子。当前，汽车电动化和智能化的升级，对汽车芯片设计的灵活性、定制化和可扩展性已然提出了更高的要求，这也将给FPGA芯片带来更大的市场空间。
“随着汽车、工业数据的吞吐量、直通端口的提升，原先市场已有产品可能已经不能支持最新的内存接口。基于这样的背景，再考虑到AI的算力要求，我们对DSP等结构做了优化，在保证低功耗同时能够优化在工业和汽车上的应用。”莱迪思半导体上海有限公司亚太区总裁徐宏来谈到。
不过，更进一步到汽车智能化方面，蒲小双也指出，目前FPGA在车载应用上的开发周期很长，他认为，“FPGA在所谓的汽车智能化里，目前还只是协处理器，不是真正的智能化本身要做的，这时候要求FPGA是非常大颗的，功耗非常大的一个产品。”
在新的市场及其更高规格要求的驱动下，莱迪思日前在开发者大会上宣布继续拓展其产品线，推出两款基于Avant中端平台打造的全新创新中端FPGA系列产品——莱迪思Avant-G和莱迪思Avant-X，分别用于通用设计和高级互连，强调为通信、计算、工业和汽车市场的中端应用提供低功耗、先进的互连和优化的计算能力。
同时，莱迪思还发布了面向AI、嵌入式视觉、安全和工厂自动化的专用解决方案集合的最新版本，以及软件工具以及Glance by Mirametrix?计算机视觉软件的更新版本。
“由于新的硬件不断地演进，开发工具也是在不断演进的，所以我们在有新的平台以后，也会相应提供新的开发工具。除了性能以外，还会强调让客户更容易使用，可靠性更加稳定。”蒲小双再会上强调。
FPGA性能提升，低功耗成焦点
随着工业、汽车、AI等领域需求的上涨，要处理的数据量和复杂性都在不断增加，这在对FPGA提出更高性能要求的同时，也带来了一个问题——整体功耗增加。所以，如何去做到低功耗，已经成为当下系统设计愈发关注的重点。
莱迪思表示，低功耗一直是公司FPGA产品的传统优势，其所推出的Avant平台集中了低功耗、先进互连和优化计算三大特点。
据介绍，对比早些时候推出的Nexus平台，Avant平台容量增加5倍，带宽处理能力提升10倍，所以从计算FPGA性能的角度来说，Avant也增加了30倍的处理能力。不过，如此大的性能提升并未带来功耗拖累。
为降低低功耗，莱迪思专门设计了可编程架构，同时对嵌入式存储器和DSP实现了功耗优化。并且针对外围通信，提高SERDES效率，高速I/O的比例和宽位I/O，以及更多的内置协议逻辑，同样可以降低系统整体功耗。
蒲小双介绍，总体上，对比相同产品的功耗，Avant功耗最多降低2.5倍，串口的性能增加2倍，由于功耗的控制，尺寸上还可以缩小6倍。
基于该优势平台，最新发布的Avant-G和Avant-X较去年12月发布的Avant-E产品也有更多的发展。比如Avant-G器件比较适合于很多的桥接，能提供领先的信号处理和AI、灵活的I/O，支持一系列系统接口，同时提供2400 Mbps的专用LPDDR4存储器接口。通过提供无缝、灵活的接口桥接和优化的计算来实现系统可扩展性，可以满足更广泛的客户需求。
Avant-X旨在实现高带宽和安全性，其功能集可根据客户对信号聚合和高吞吐量的需求量身定制，能够提供最高1 T/s的总系统带宽、带硬核DMA的PCIe? Gen 4控制器，以及用于加密动态用户数据的安全引擎，提供量子安全加密功能。
相应配套软件和解决方案同步更新
值得一提的是，为配合硬件新品的推出，为客户提供针对其应用需求量身定制的硬件、软件和IP工具包，从而加快客户的开发和产品上市，莱迪思也对配套的软件和解决方案进行了更新。
此前，莱迪思已经推出六大不同应用解决方案，分别为实现AI应用的Lattice sensAI、实现嵌入式视觉的Lattice mVision、实现工厂自动化的Lattice Automate、实现平台固件保护恢复机制的Lattice Sentry、推动5G ORAN部署的Lattice ORAN，以及实现先进自适应汽车设计的Lattice Drive。
其中，前四款解决方案集合都在本次进行了更新，主要涉及升级加速器引擎以提升性能、扩展IP和参考设计、增加新的安全功能以及实现更多行业标准。
另在软件工具更新方面，最新发布的莱迪思Propel和Radiant主要新增对Avant-G和Avant-X FPGA器件的支持、提升Radiant软件的易用性，优化脚本编写功能，并扩展Propel的IP产品组合；计算机视觉软件Glance by Mirametrix增加新的低功耗Smart Avatar隐私功能和 3D头部姿势，有助于增强其在各类市场网络边缘应用中的适用性。
蒲小双直言，“这次推出的Avant平台，以及以往推出的超低功耗Nexus平台，都是我们希望在创新领域里能做到领先的地方。同时为了让客户简单使用，我们提供给客户更多、更广泛的IP，还提供一些参考设计，以及SDK，都放在莱迪思设计软件Radiant里，或者是莱迪思Propel里，这些软件将对应支持、配套六个不同的应用方案。”
据透露，Avant-G和Avant-X FPGA现已开始提供样片，最新发布的莱迪思Propel和莱迪思Radiant设计软件也已支持两款器件。此外，莱迪思Avant-4和Avant-5也已经在规划之中。
AI与生态建设同步在拓
为了适应新的需求，2018年以来，莱迪思在三方面实现了创新，一是提高芯片速度，二是提高敏捷性，三是延长生命周期。Avant平台的面世则是莱迪思迈入中端FPGA供应商行列的开始，未来，未来中端产品在莱迪思整体收入中的占比会越来越高。徐宏来表示，像去年年底发布的Avant-E，在2024年会慢慢增加销量，Avant-G、Avant-X以后销量也会随之增加。
根据官方数据，莱迪思第三季度同比营收增长11.4%，达到1.9217亿美元，在大环境普遍下行的背景中，仍环比微增1.1%。其中，工业与汽车市场营收占比48%，是其现阶段应收最大的业务板块。
至于未来，布局AI已经成为莱迪思的重中之重。徐宏来介绍，“接下来我们会在Avant的平台基础上，更新面向AI的解决方案。”
“Lattice现在专注于边缘AI算法，主要聚焦在低功耗、快速响应方面。之后也会持续推出相关产品，还会在传感器生成到云端的互联互通提供不同的方案，同时会加强做弹性安全机制的完善，来满足大家对网络安全的考量。”蒲小双补充道。
当然，任何器件、配套软件工具和解决方案要想发挥最大的价值，必不可少的就是整个生态体系的建设与合作发展。作为全球第三大FPGA供应商，莱迪思也在不断发展壮大自身生态系统。
蒲小双指出，“从2018年以来，莱迪思的生态环境不断扩展，目前已增加了5倍。除了有自己的IP开发以外，我们也有很多IP合作伙伴，同时也和其他半导体厂商建立了合作关系以及一些参考设计的平台。”
目前，莱迪思为全球超过1万家的客户提供服务，应用场景从传统通讯、网络通讯、储存到工业、车载应用等，以及视频图像处理领域的更多新型应用。
