CHAMP PROGRAMMABLE MARCHé DE LA GRILLE ANALYSIS

La taille du marché des portes programmables sur le terrain a été évaluée à USD 9,7 Bn en 2023 et devrait assister taux de croissance annuel composé (TCAC) des 7% de 2023 à 2030. Le marché doit propulser le marché car il y a une demande croissante pour l'internet des choses. La forte consommation d'énergie par rapport à l'asic devrait freiner la croissance du marché. Basé sur le segment, le marché est divisé par configuration, par architecture et par type d'utilisateur final.

Champ programmable Marché Gate Array Perspectives régionales

• Amérique du Nord a toujours été la région dominante sur le marché mondial des FPGA. La présence de grands fabricants FPGA comme Intel et Xilinx avec leur siège aux États-Unis a donné à la région un avantage en matière de R-D et de capacité de production. Selon les données de la Commission du commerce international des États-Unis publiées en janvier 2022, les importations américaines d'appareils logiques programmables, y compris les FPGA, ont augmenté de plus de 15 % entre 2020 et 2021, ce qui indique la forte demande de diverses industries d'utilisation finale dans la région. Les FPGA permettent des applications informatiques à haute performance qui sont largement utilisées en Amérique du Nord dans des secteurs comme l'aérospatiale et la défense, l'automobile, l'automatisation industrielle, etc.
• Asie-Pacifique région à l'exclusion du Japon (APEJ) apparaît comme la région la plus en croissance pour les FPGA. Plusieurs pays de l'APEJ comme la Chine, la Corée du Sud et l'Inde connaissent une forte croissance de la fabrication d'électronique, ce qui crée des possibilités d'adoption de la FPGA. Par exemple, selon les statistiques publiées par India Brand Equity Foundation en novembre 2022, la production électronique de l'Inde devrait atteindre 300 milliards de dollars en 2026, contre 75 milliards en 2020. Cette croissance rapide du secteur de l'électronique dans la région propulse l'utilisation du FPGA dans diverses industries d'utilisation finale de l'APEJ. De plus, l'importation et l'exportation d'appareils logiques programmables, y compris les FPGA en provenance des pays de l'APEJ, augmentent régulièrement, comme l'indiquent les données COMTRADE de l'ONU à partir d'octobre 2022, en raison de l'accroissement de l'activité commerciale des FPGA dans la région. Grâce à une forte croissance économique et au développement industriel, APEJ est sur le point d'être le premier marché de croissance des FPGA au niveau mondial.

Graphique 1. Part de marché programmable Gate Array sur le terrain mondial (%), par région, 2023

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Point de vue de l'analyste : La nature dynamique des changements technologiques limite la croissance du marché de l'array de porte programmable sur le terrain (FPGA). À mesure que la technologie progresse dans l'industrie des semi-conducteurs, les FPGA doivent constamment évoluer et évoluer vers de nouveaux nœuds de processus pour répondre à la demande. Toutefois, la transition vers de nouveaux nœuds nécessite d'énormes investissements en temps et en capital. Pour les fabricants de FPGA, le développement de produits pour les technologies émergentes comme l'intelligence artificielle et la 5G est un processus complexe et long qui implique une vaste recherche et développement.

Au moment où un FPGA conçu pour une certaine technologie atteint la production de masse, la technologie peut avoir progressé davantage. Cela diminue la fenêtre pendant laquelle le FPGA demeure pertinent et concurrentiel sur le marché. De plus, avec des technologies concurrentes comme les circuits intégrés spécifiques aux applications (ASIC) et les ASIC structurés offrant de meilleures performances et une meilleure efficacité énergétique à des nœuds plus avancés, certaines applications s'éloignent des FPGA. Par exemple, les accélérateurs d'apprentissage automatique qui étaient initialement basés sur le FPGA sont maintenant de plus en plus utilisés par les ASIC pour améliorer les performances de puissance.

Champ programmable Conducteurs du marché Gate Array

• La demande croissante du secteur des télécommunications : Le secteur mondial des télécommunications a été témoin d'une demande croissante de solutions de réseau plus rapides et plus efficaces pour soutenir la prolifération des appareils intelligents et l'augmentation du trafic Internet. Les cartes de porte programmables sur le terrain ou les FPGA sont devenues une technologie privilégiée pour les fabricants d'équipement de télécommunications pour développer leur matériel de réseautage pour des applications telles que le traitement des paquets, la gestion du trafic et le développement de l'infrastructure 5G. La nature reprogrammable des FPGA permet aux entreprises de télécommunications de mettre à jour le matériel pour intégrer de nouvelles fonctionnalités et protocoles sans avoir à concevoir de nouveaux circuits intégrés spécifiques à l'application (ASIC) à partir de zéro.
• Le ministère des Télécommunications (DoT) vise à atteindre plusieurs objectifs clés d'ici décembre 2022, notamment fournir une connectivité 100 % à large bande dans les zones rurales, atteindre un taux de fibreisation de 55 % pour les tours mobiles, assurer une vitesse moyenne à large bande de 25 Mbps et déployer 30 kilomètres de fibre optique à travers le pays. En septembre 2022, le nombre de connexions à large bande a considérablement augmenté pour atteindre 816 millions, ce qui représente une croissance remarquable de 1238 % depuis mars 2014, date à laquelle il s'élevait à 61 millions.
• L'augmentation des centres de calcul et de données de bord : Avec la prolifération des dispositifs de consommation de données sur Internet (IoT) et des applications à forte intensité de données telles que l'intelligence artificielle, la demande d'infrastructures informatiques distribuées a considérablement augmenté. Edge computing déploie du matériel spécifique à l'application comme les FPGA au bord du réseau pour permettre le traitement et l'analyse en temps réel près de la source de la production de données plutôt que d'orienter toutes les données vers les centres de données cloud centralisés. Cela apporte des avantages comme une latence réduite, des économies de bande passante réseau, une efficacité opérationnelle et une meilleure expérience utilisateur final. Dans le même temps, pour prendre en charge des charges de travail en nuage à une échelle rapide, les opérateurs de datacenters préfèrent aussi les FPGA reconfigurables plutôt que les IC spécifiques aux applications pour leur flexibilité et leur puissance-efficacité.

Champ programmable Possibilités de marché de Gate Array

• Croissance des applications émergentes comme l'IA et l'apprentissage automatique: L'intelligence artificielle et l'apprentissage automatique sont devenus des technologies importantes qui stimulent l'innovation dans de nombreuses industries. Au fur et à mesure que ces applications se complexifient, le besoin de calcul haute performance augmente de façon exponentielle. Les FPGA sont particulièrement bien placés pour répondre à ces exigences en raison de leur reprogrammabilité et de leur capacité à être adaptés aux charges de travail de traitement parallèles. De nombreuses tâches d'IA et de ML, comme la reconnaissance de l'image et de la parole, nécessitent des milliards d'opérations mathématiques par seconde pour obtenir des résultats utiles. La demande de capacités d'IA et de ML devrait augmenter dans de nombreux secteurs au cours des prochaines années. Par exemple, selon les données de l'ONU en 2021, le nombre d'appareils connectés dans le monde devrait passer de 7 milliards en 2017 à plus de 25 milliards en 2025.
• Augmentation de la pénétration des eFPGA dans l'industrie militaire et aérospatiale : La personnalisation, le prototypage rapide, le traitement en temps réel, l'optimisation de l'espace, la sécurité, la tolérance aux défauts, l'intégration des systèmes existants et la capacité d'adaptation aux normes en évolution sont parmi les avantages de l'utilisation des eFPGA dans le secteur aérospatial. En raison de ces avantages, eFPGA est devenu une technologie précieuse pour améliorer la flexibilité, la fiabilité et la performance des applications aérospatiales. Les eFPGA sont utilisés par l'armée pour une variété de tâches, y compris la gestion du cycle de vie, la tolérance aux défauts, la communication sécurisée, le traitement en temps réel, l'accélération matérielle, l'intégration des systèmes existants et l'optimisation du SWaP.

Champ programmable Marché de la grille Tendances

• L'émergence de nouvelles technologies: On s'attend à ce que l'émergence de nouvelles technologies comme l'intelligence artificielle et les réseaux 5G ait une influence importante sur le marché des réseaux de portes programmables sur le terrain (FPGA) au cours des prochaines années. À mesure que la charge de travail en matière d'IA devient de plus en plus importante, il est de plus en plus nécessaire de disposer de matériel spécialisé qui puisse accélérer le traitement de l'IA plus efficacement que les processeurs généralisés. Les FPGA sont bien adaptés à ce rôle car leur architecture très parallèle leur permet d'accélérer les charges de travail comme l'inférence d'apprentissage automatique et le traitement de la vision informatique plus que les CPU ou les GPU seuls. De nombreux grands fournisseurs de FPGA ont récemment déployé de nouveaux produits avec des améliorations ciblées spécifiquement sur l'IA tels que les interfaces de mémoire à large bande et les moteurs d'apprentissage automatique intégrés.
• Adoption croissante de FPGA pour les applications exigeant des performances élevées et parallèles Traitement: L'adoption de plus en plus fréquente de grilles programmables sur le terrain ou de FPGA pour les applications nécessitant un traitement parallèle et de haute performance a un impact profond sur le marché de FPGA. Les FPGA ont été de plus en plus utilisés dans des domaines comme l'informatique à haute performance, l'analyse des données, l'intelligence artificielle et l'apprentissage des machines au cours des dernières années. C'est parce que les FPGA permettent un traitement en parallèle personnalisable qui fournit des gains de vitesse et d'efficacité importants sur les processeurs à usage général pour ce genre de charge de travail. Par exemple, plusieurs principaux organismes de formation en AI et en ML ont largement mis en oeuvre les FPGA dans leur infrastructure pour obtenir une formation modèle plus rapide et plus efficace. En 2021, Anthropic, une startup de sécurité AI, a retravaillé sa plate-forme de formation en réseau neuronal pour tirer parti des FPGA d'Intel et a réalisé une augmentation massive de 400x en opérations par seconde par rapport aux serveurs GPU seulement. Cela les a aidés à former des modèles beaucoup plus rapidement tout en réduisant l'empreinte carbone. D'autres entreprises de génomique, de véhicules autonomes, de fintech ont également signalé des accélérations de 10-100x en déchargeant des portions de leur charge de travail aux serveurs accélérés FPGA.

Champ programmable Porte Array Restrictions du marché

• Nature dynamique des changements technologiques: La nature dynamique des changements technologiques limite la croissance du marché de l'array de porte programmable sur le terrain (FPGA). À mesure que la technologie progresse dans l'industrie des semi-conducteurs, les FPGA doivent constamment évoluer et évoluer vers de nouveaux nœuds de processus pour répondre à la demande. Toutefois, la transition vers de nouveaux nœuds nécessite d'énormes investissements en temps et en capital. Pour les fabricants de FPGA, le développement de produits pour les technologies émergentes comme l'intelligence artificielle et la 5G est un processus complexe et long qui implique une vaste recherche et développement. L'investissement initial élevé et les risques associés dissuadent certains clients, en particulier les plus petits, d'accepter pleinement les FPGA. Selon les données de l'Union internationale des télécommunications, le nombre d'abonnements à la 5G dans le monde est passé d'environ 16 millions en 2019 à plus de 228 millions à la fin de 2020, malgré les retards de déploiement dus à la pandémie. Toutefois, le rythme d'adoption de la 5G est encore inférieur aux projections initiales, ce qui indique que les transitions technologiques posent des difficultés.
• Contrepoids Les progrès technologiques continus peuvent aider à surmonter la complexité de la conception des circuits FPGA. De nouveaux outils et méthodologies de conception sont en cours d'élaboration qui peuvent simplifier le processus de conception et le rendre plus convivial. L'adoption croissante de l'intelligence artificielle et de l'apprentissage automatique dans diverses industries peut offrir de nombreuses possibilités au marché de la FPGA. FPGA peut être utilisé dans les applications d'IA et d'apprentissage automatique en raison de leur nature reprogrammable et de leur haute performance.

Faits nouveaux

• En NOV 2021, Xilinx approuvé Alveo U55C, sa carte d'accélérateur la plus efficace, conçue pour les missions HPC et Big Data. La nouvelle carte Alveo U55C est la société la plus essentielle carte d'accélérateur Alveo, fournissant l'énorme densité informatique et la capacité HBM dans la base de données d'accélérateur Alveo.
• En février 2022, AMD complète l'acquisition avec Xilinx. La fusion d'AMD et de Xilinx établit une force dominante dans l'industrie informatique de haute performance et adaptable. Ce syndicat réunit une gamme harmonieuse de produits, de clients et de segments de marché, soutenus par une propriété intellectuelle distinctive et une équipe exceptionnelle d'experts. L'intégration d'AMD et de Xilinx procure des avantages importants en termes de produits, de technologie, de marchés et de solidité financière. L'acquisition de Xilinx réunit un ensemble de produits, de clients et de marchés très complémentaires, ainsi qu'une IP différenciée et un talent de classe mondiale pour créer le leader informatique haute performance et adaptative de l'industrie. Xilinx offre des FPGA de pointe, des SoC adaptatifs, des moteurs d'inférence AI et une expertise logicielle qui permettent à AMD d'offrir le plus grand portefeuille de haute performance
• En novembre 2021 Lattice Semiconductor Société complète l'acquisition avec Société canadienne d'hypothèques et de logement une société de logiciels axée sur les solutions avancées d'intelligence artificielle (AI) pour les applications de vision informatique, dans une transaction d'accrétion en toute caisse. Le logiciel Mirametrix a été déployé avec succès dans plus de 20 millions de systèmes utilisateurs finaux dans le monde. Combinant l'expertise de Mirametrix avec les piles de solutions logicielles et matérielles innovantes de Lattice, il crée une solution de vision d'IA et d'ordinateur de bout en bout qui s'étend du matériel à la couche d'application.

Graphique 2. Programme sur le terrain mondial Part de marché de Gate Array (%), par architecture, 2023

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Meilleures entreprises sur le marché programmable Gate Array

• Xilinx Inc. (AMD Corporation)
• Société Intel
• Rapide Société
• GOWIN Semiconductor Corporation
• Micropuce Technology Incorporated
• Lattice Semiconductor Société
• Efinix Inc.
• Achronix Semiconductor Corporation
• S2C
• Autres

Définition: Les grilles de porte programmables en champ sont des dispositifs semi-conducteurs construits autour d'une grille de blocs logiques configurables (CLB) interconnectés par des voies programmables. Ce qui distingue les FPGA des circuits intégrés spécifiques aux applications (ASIC) est leur capacité à être reconfigurés en fonction d'applications spécifiques ou de besoins fonctionnels, même après leur fabrication. Bien que les FPGA programmables une fois (OTP) soient une option, la variété dominante et polyvalente est basée sur SRAM, ce qui permet de les adapter et de les adapter au besoin pour diverses conceptions.

Quelques autres rapports prometteurs dans l'industrie des technologies de l'information et de la communication

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