CAMPO PROGRAMMABILE MERCATO DI GATE ARRAY ANALYSIS

La dimensione del mercato del gate programmabile sul campo è stata valutata USD 9,7 Bn nel 2023 e si prevede di testimoniare un tasso di crescita annuale composto (CAGR) di 7% dal 2023 al 2030. Il mercato è quello di spingere il mercato come c'è una domanda crescente di internet di cose. L'alto consumo di energia rispetto all'asica è previsto per ostacolare la crescita del mercato. Sulla base del segmento il mercato è diviso per configurazione, per architettura e per tipo di utente finale.

Campo programmabile Gate Array Market Insights Regional

• Nord America tradizionalmente è stata la regione dominante nel mercato globale FPGA. La presenza di grandi produttori di FPGA come Intel e Xilinx con la loro sede negli Stati Uniti ha fornito alla regione un vantaggio nella R&D e nella capacità produttiva. Come per i dati della Commissione Commercio Internazionale degli Stati Uniti pubblicati nel gennaio 2022, le importazioni degli Stati Uniti di dispositivi logici programmabili tra cui FPGAs sono cresciute di oltre il 15% tra il 2020 e il 2021, indicando la forte domanda da varie industrie di end-use nella regione. FPGAs abilita applicazioni di calcolo ad alte prestazioni che sono ampiamente utilizzati in Nord America in settori come aerospaziale & difesa, automotive, automazione industriale ecc.
• Asia Pacifico regione esclusa il Giappone (APEJ) sta emergendo come la regione in crescita più rapida per FPGAs. Diversi paesi APEJ come Cina, Corea del Sud e India stanno testimoniando una forte crescita nella produzione elettronica che crea opportunità per l'adozione di FPGA. Ad esempio, secondo le statistiche rilasciate da India Brand Equity Foundation nel novembre 2022, la produzione elettronica dell'India è destinata a raggiungere $300 miliardi entro il 2026 rispetto a $75 miliardi nel 2020. Questa rapida crescita del settore dell'elettronica nella regione sta propellendo l'utilizzo di FPGA attraverso diverse industrie di end-use in APEJ. Inoltre, l'importazione e l'esportazione di dispositivi logici programmabili tra cui FPGAs da paesi APEJ sta aumentando costantemente come riportato dai dati UN COMTRADE dall'ottobre 2022, riflettendo l'aumento dell'attività commerciale FPGA nella regione. Con una forte crescita economica e lo sviluppo industriale, APEJ è in grado di essere il mercato di crescita leader per FPGAs a livello globale.

Figura 1. Global Field Programmable Gate Array Market Share (%), per Regione, 2023

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Punto di vista analista: La dinamica dei cambiamenti tecnologici sta ponendo limitazioni sulla crescita del mercato Field Programmable Gate Array (FPGA). Poiché la tecnologia nel settore dei semiconduttori avanza rapidamente, FPGAs ha bisogno di evolvere e aggiornare costantemente ai nodi di processo più recenti per mantenere il passo con la domanda. Tuttavia, la transizione verso nuovi nodi richiede enormi investimenti di tempo e capitale. Per i produttori di FPGA, lo sviluppo di prodotti per le tecnologie emergenti come l'intelligenza artificiale e 5G è un processo complesso e lungo che coinvolge una vasta ricerca e sviluppo.

All'epoca un FPGA progettato per una certa tecnologia raggiunge la produzione di massa che la tecnologia potrebbe aver progredito ulteriormente. Ciò diminuisce la finestra durante la quale la FPGA rimane rilevante e competitiva sul mercato. Inoltre, con tecnologie concorrenti come circuiti integrati specifici per applicazioni (ASIC) e ASIC strutturati che offrono prestazioni migliori e efficienza energetica a nodi più avanzati, alcune applicazioni si stanno allontanando da FPGAs. Ad esempio, gli acceleratori di machine learning che inizialmente erano basati su FPGA sono ora sempre più in fase di attuazione utilizzando ASIC per migliorare i benefici di potenza.

Campo programmabile Driver per il mercato Gate Array

• La crescente domanda da parte del settore delle telecomunicazioni: Il settore delle telecomunicazioni globale è stato testimone di una crescente domanda di soluzioni di networking più veloci ed efficienti per supportare la proliferazione di dispositivi intelligenti e il crescente traffico internet. Field Programmable Gate Arrays o FPGAs sono emersi come una tecnologia preferita per i produttori di apparecchiature di telecomunicazione per sviluppare il loro hardware di rete per applicazioni come l'elaborazione di pacchetti, la gestione del traffico e lo sviluppo di infrastrutture 5G. La natura riprogrammabile di FPGAs consente alle aziende di telecomunicazioni di aggiornare l'hardware per integrare nuove funzionalità e protocolli senza dover progettare nuovi circuiti integrati specifici per applicazioni (ASIC) da zero.
• Il Dipartimento di Telecomunicazioni (DoT) mira a raggiungere diversi obiettivi chiave entro il dicembre 2022, tra cui la fornitura di connettività a banda larga al 100% nelle aree rurali, raggiungendo un tasso di fibreizzazione del 55% per le torri mobili, garantendo una velocità media a banda larga di 25 Mbps, e impiegando 30 chilometri lakh di fibra ottica in tutto il paese. A partire dal settembre 2022, il numero di connessioni a banda larga è aumentato significativamente a 816 milioni, segnando una notevole crescita del 1238% dal marzo 2014 quando si è attestato a 61 milioni.
• Rise of Edge Computing and Data Centers: Con la proliferazione dei dati che consumano Internet-of-things (IoT) dispositivi e applicazioni ad alta intensità di dati come l'intelligenza artificiale, la domanda di infrastruttura di calcolo distribuita è cresciuta in modo significativo. Edge computing utilizza hardware specifici per applicazioni come FPGAs al bordo di rete per consentire l'elaborazione in tempo reale e l'analisi vicino alla fonte della generazione di dati piuttosto che il routing di tutti i dati ai data center centralizzati. Questo porta vantaggi come latenza inferiore, il risparmio di larghezza di banda di rete, l'efficienza operativa e una migliore esperienza dell'utente finale. Allo stesso tempo, per supportare rapidamente lo scaling dei carichi di lavoro basati su cloud, gli operatori del data center preferiscono anche FPGA riconfigurabili su IC specifici per le applicazioni per la loro flessibilità e efficienza energetica.

Campo programmabile Opportunità di mercato Gate Array

• Crescita nelle applicazioni emergenti come AI e machine learning: L'intelligenza artificiale e l'apprendimento automatico sono diventati tecnologie importanti che stanno guidando l'innovazione in molte industrie. Poiché queste applicazioni continuano a crescere più complesse, la necessità di un calcolo ad alte prestazioni cresce esponenzialmente. Le FPGA sono posizionate in modo unico per soddisfare queste esigenze grazie alla loro riprogrammabilità e capacità di essere adattate per carichi di lavoro di lavorazione paralleli. Molti compiti AI e ML, come il riconoscimento dell'immagine e del discorso, richiedono miliardi di operazioni matematiche al secondo per ottenere risultati utili. La domanda di capacità AI e ML è progettata per superare molti settori diversi nei prossimi anni. Ad esempio, secondo i 2021 dati delle Nazioni Unite, il numero di Internet di dispositivi collegati in tutto il mondo dovrebbe crescere da 7 miliardi nel 2017 a oltre 25 miliardi entro il 2025.
• Aumentare la penetrazione di eFPGA nell'industria militare e aerospaziale: Personalizzabilità, prototipazione rapida, elaborazione in tempo reale, ottimizzazione dello spazio, sicurezza, tolleranza dei guasti, integrazione del sistema legacy e adattabilità agli standard in evoluzione sono tra i vantaggi dell'utilizzo di eFPGA nel settore aerospaziale. A causa di questi vantaggi, eFPGA è emersa come una preziosa tecnologia per migliorare la flessibilità, l'affidabilità e le prestazioni delle applicazioni aerospaziali. eFPGAs sono utilizzati dai militari per una varietà di compiti, tra cui la gestione del ciclo di vita, la tolleranza dei guasti, la comunicazione sicura, l'elaborazione in tempo reale, l'accelerazione hardware, l'integrazione del sistema legacy e l'ottimizzazione SWaP.

Campo programmabile Mercato di Gate Array Tendenze

• L'emergere di nuove tecnologie: L'emergere di nuove tecnologie come l'intelligenza artificiale e le reti 5G dovrebbe avere una significativa influenza sul mercato di gate array programmabile di campo (FPGA) nei prossimi anni. Poiché i carichi di lavoro AI stanno diventando sempre più intensivi di calcolo, c'è una crescente necessità di hardware specializzato che può accelerare l'elaborazione AI in modo più efficiente rispetto ai processori generalizzati. Le FPGAs sono adatte a questo ruolo in quanto la loro architettura altamente parallela permette loro di velocizzare i carichi di lavoro come l'inferenza di apprendimento automatico e l'elaborazione della visione del computer più che le CPU o GPU da sole. Molti principali fornitori di FPGA hanno recentemente lanciato nuovi prodotti con miglioramenti mirati specificamente a AI come interfacce di memoria ad alta larghezza di banda e motori di machine learning integrati.
• Adozione crescente di FPGA per applicazioni che richiedono alte prestazioni e parallele Lavorazione: La crescente adozione di Field Programmable Gate Arrays o FPGAs per applicazioni che richiedono elevate prestazioni e lavorazione parallela ha un impatto profondo sul mercato FPGA. FPGAs ha visto un crescente utilizzo in domini come calcolo ad alte prestazioni, analisi dei dati, intelligenza artificiale e machine learning negli ultimi anni. Questo perché FPGAs consentono un'elaborazione parallela personalizzabile, che fornisce guadagni significativi di velocità ed efficienza su processori di scopo generale per questi tipi di carichi di lavoro. Ad esempio, diverse organizzazioni di formazione AI e ML hanno ampiamente implementato FPGAs nella loro infrastruttura per ottenere una formazione di modello più veloce e efficiente. Nel 2021, Anthropic, un'avvio di sicurezza AI, ha rielaborato la loro piattaforma di formazione di rete neurale per sfruttare FPGAs da Intel e ha raggiunto un enorme aumento di 400x in operazioni al secondo rispetto ai server GPU. Questo li ha aiutati a formare modelli molto più rapidamente, riducendo l'impronta di carbonio. Altre aziende in genomica, veicoli autonomi, fintech hanno anche segnalato speedups di 10-100x scaricando porzioni dei loro carichi di lavoro a server accelerati FPGA.

Campo programmabile Limitazioni di mercato Gate Array

• Natura dinamica dei cambiamenti tecnologici: La dinamica dei cambiamenti tecnologici sta ponendo limitazioni sulla crescita del mercato Field Programmable Gate Array (FPGA). Poiché la tecnologia nel settore dei semiconduttori avanza rapidamente, FPGAs ha bisogno di evolvere e aggiornare costantemente ai nodi di processo più recenti per mantenere il passo con la domanda. Tuttavia, la transizione verso nuovi nodi richiede enormi investimenti di tempo e capitale. Per i produttori di FPGA, lo sviluppo di prodotti per le tecnologie emergenti come l'intelligenza artificiale e 5G è un processo complesso e lungo che coinvolge una vasta ricerca e sviluppo. L'alto investimento e i rischi connessi scoraggiano alcuni clienti, soprattutto i giocatori più piccoli, dall'abbracciare completamente FPGA. Secondo i dati dell'Unione internazionale delle telecomunicazioni, i numeri di abbonamenti 5G in tutto il mondo sono cresciuti da circa 16 milioni nel 2019 a oltre 228 milioni entro la fine del 2020 nonostante i ritardi dovuti alla pandemica. Tuttavia, il ritmo dell'adozione 5G è ancora sotto le proiezioni iniziali che indicano le transizioni tecnologiche pone difficoltà.
• Controbilancia: I continui progressi tecnologici possono aiutare a superare la complessità della progettazione dei circuiti FPGA. Si stanno sviluppando nuovi strumenti di progettazione e metodologie che possono semplificare il processo di progettazione e renderlo più facile da usare. L'adozione crescente di AI e machine learning in varie industrie può fornire ampie opportunità per il mercato FPGA. FPGA può essere utilizzato in applicazioni AI e machine learning grazie alla loro natura riprogrammabile e ad alte prestazioni.

Recenti sviluppi

• In NOV 2021, Xilinx ha approvato Alveo U55C, la sua carta di acceleratore più efficace, appositamente costruito per HPC e grandi assegnazioni di dati. La nuova scheda Alveo U55C è la scheda più essenziale dell’azienda di Alveo acceleratore, fornendo l’enorme densità di computer e la capacità HBM nel database dell’acceleratore Alveo.
• Nel febbraio 2022, AMD completa acquisizione con Xilinx. L'amalgama di AMD e Xilinx stabilisce una forza dominante nel settore dell'informatica ad alte prestazioni e adattabile. Questa unione unisce una serie armoniosa di prodotti, clienti e segmenti di mercato, sostenuta da proprietà intellettuale distintiva e un team eccezionale di esperti. L'integrazione di AMD e Xilinx offre vantaggi significativi in termini di prodotti, tecnologia, mercati e forza finanziaria. L’acquisizione di Xilinx riunisce un insieme altamente complementare di prodotti, clienti e mercati combinati con un talento IP differenziato e di livello mondiale per creare il leader di calcolo ad alte prestazioni e adattivo del settore. Xilinx offre FPGAs leader nel settore, SoC adattativi, motori di inferenza AI e competenze software che permettono AMD di offrire il portafoglio più forte di prestazioni elevate
• In Nov 2021 Semiconduttore reticolo Società completa acquisizione con Mirametrix, Inc. una società di software focalizzata sulle soluzioni avanzate di intelligenza artificiale (AI) per applicazioni di visione del computer, in una transazione all-cash e accretiva. Il software Mirametrix è stato implementato con successo in oltre 20 milioni di sistemi utente finali in tutto il mondo. Combinando le competenze di Mirametrix con l'innovativa soluzione hardware e software di Lattice crea una soluzione AI end-to-end e di visione del computer che spazia dall'hardware allo strato di applicazione.

Figura 2. Global Field Programmabile Gate Array Market Share (%), Per architettura, 2023

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Le migliori aziende del settore Programmable Gate Array Market

• Xilinx Inc. (AMD Corporation)
• Intel Corporation
• Quicklogic Società
• GOWIN Semiconductor Corporation
• Microchip Technology Incorporated
• Semiconduttore del reticolo Società
• Efinix Inc.
• Achronix Semiconductor Corporation
• S2C
• Altri

Definizione: Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) sono dispositivi semiconduttori costruiti attorno a una griglia di blocchi logici configurabili (CLB) interconnessi attraverso percorsi programmabili. Ciò che distingue FPGAs da Application Specific Integrated Circuits (ASICs) è la loro capacità di essere riconfigurati per soddisfare specifiche esigenze applicative o funzionali, anche dopo che sono stati realizzati. Mentre un tempo programmabile (OTP) FPGAs sono un'opzione, la varietà dominante e versatile è basata su SRAM, permettendo loro di essere adattati e adattati come necessario per vari disegni.

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