필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이 시장 분석

필드 프로그래머블 게이트 어레이 시장은 2025년 미화 111억 1천만 달러로 추정되며 2032년에는 178억 4천만 달러에 달할 것으로 예상되며, 2025년부터 2032년까지 7%의 연평균 성장률(CAGR)을 보일 것으로 전망됩니다. 사물 인터넷에 대한 수요가 증가함에 따라 시장을 견인할 것입니다. ASIC에 비해 높은 전력 소비는 시장 성장을 저해 할 것으로 예상됩니다. 세그먼트에 따라 시장은 구성, 아키텍처 및 최종 사용자 유형별로 나뉩니다.

필드 프로그래머블 게이트 어레이 시장 지역별 인사이트

• 북미는 전통적으로 글로벌 FPGA 시장에서 지배적 인 지역이었습니다. 미국에 본사를 둔 인텔과 자일링스 같은 주요 FPGA 제조업체가 존재하기 때문에 이 지역은 R&D 및 생산 능력에서 우위를 점하고 있습니다. 2025년 1월에 발표된 미국 국제무역위원회 데이터에 따르면, 2020년에서 2021년 사이 미국의 FPGA를 포함한 프로그래머블 로직 디바이스 수입은 15% 이상 증가했으며, 이는 이 지역의 다양한 최종 사용 산업에서 강력한 수요가 있음을 나타냅니다. FPGA는 항공우주 및 방위, 자동차, 산업 자동화 등과 같은 분야에서 북미 지역에서 널리 사용되는 고성능 컴퓨팅 애플리케이션을 가능하게 합니다.
• 일본을 제외한아시아 태평양 지역(APEJ)은 FPGA가 가장 빠르게 성장하는 지역으로 부상하고 있습니다. 중국, 한국, 인도와 같은 여러 APEJ 국가들은 전자 제품 제조 분야에서 강력한 성장세를 보이고 있으며, 이는 FPGA 도입 기회를 창출하고 있습니다. 예를 들어, 2022년 11월 인도 브랜드 자산 재단이 발표한 통계에 따르면 인도의 전자제품 생산량은 2020년 750억 달러에서 2026년에는 3,000억 달러에 달할 것으로 전망됩니다. 이 지역의 전자 부문이 이처럼 빠르게 성장함에 따라 APEJ의 다양한 최종 사용 산업에서 FPGA 사용이 촉진되고 있습니다. 또한, 2022년 10월 UN COMTRADE 데이터에 따르면 APEJ 국가로부터 FPGA를 포함한 프로그래머블 로직 디바이스의 수출입이 꾸준히 증가하고 있으며, 이는 역내 FPGA 무역 활동 증가를 반영합니다. 강력한 경제 성장과 산업 발전으로 APEJ는 전 세계적으로 FPGA의 주요 성장 시장이 될 것입니다.

그림 1. 지역별 글로벌 필드 프로그래머블 게이트 어레이 시장 점유율(%), 2025년

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애널리스트의 관점: 기술 변화의 역동적인 특성으로 인해 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA) 시장의 성장에 한계가 나타나고 있습니다. 반도체 산업의 기술이 빠르게 발전함에 따라 FPGA는 수요를 따라잡기 위해 지속적으로 진화하고 최신 프로세스 노드로 업그레이드해야 합니다. 그러나 최신 노드로 전환하려면 막대한 시간과 자본을 투자해야 합니다. FPGA 제조업체의 경우 인공지능이나 5G와 같은 새로운 기술을 위한 제품을 개발하는 것은 광범위한 연구와 개발이 수반되는 복잡하고 긴 과정입니다.

특정 기술을 위해 설계된 FPGA가 대량 생산에 도달할 때쯤이면 해당 기술이 더 발전했을 수 있습니다. 따라서 FPGA가 시장에서 관련성과 경쟁력을 유지할 수 있는 기간이 줄어듭니다. 또한 고급 노드에서 더 나은 성능과 전력 효율을 제공하는 애플리케이션별 집적 회로(ASIC) 및 구조화된 ASIC과 같은 경쟁 기술로 인해 일부 애플리케이션은 FPGA에서 벗어나고 있습니다. 예를 들어, 초기에는 FPGA 기반이었던 머신 러닝 가속기는 이제 전력 성능 향상을 위해 ASIC을 사용하여 구현하는 경우가 점점 더 많아지고 있습니다.

필드 프로그래머블 게이트 어레이 시장 동인

• 통신 부문의 수요 증가: 전 세계 통신 부문은 스마트 기기의 확산과 인터넷 트래픽 증가를 지원하기 위해 더 빠르고 효율적인 네트워킹 솔루션에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 패킷 처리, 트래픽 관리, 5G 인프라 개발과 같은 애플리케이션을 위한 네트워킹 하드웨어를 개발하기 위해 통신 장비 제조업체가 선호하는 기술로 FPGA(필드 프로그래머블 게이트 어레이)가 부상하고 있습니다. FPGA의 재프로그래밍 가능 특성 덕분에 통신 회사는 새로운 애플리케이션별 집적 회로(ASIC)를 처음부터 새로 설계하지 않고도 새로운 기능과 프로토콜을 통합하기 위해 하드웨어를 업데이트할 수 있습니다.
• 인도 통신부(DoT)는 2022년 12월까지 농촌 지역에 광대역 연결 100% 제공, 모바일 타워의 광케이블화율 55% 달성, 평균 광대역 속도 25Mbps 보장, 전국에 30라크 킬로미터의 광섬유 배치 등 몇 가지 주요 목표를 달성하는 것을 목표로 하고 있습니다. 2022년 9월 현재 광대역 연결 수는 8억 1,600만 건으로 크게 증가하여 2014년 3월 6,100만 건에 불과했던 2014년 대비 1238%의 괄목할 만한 성장을 기록했습니다.
• 엣지 컴퓨팅 및 데이터 센터의 부상: 데이터를 소비하는 사물 인터넷(IoT) 디바이스와 인공 지능과 같은 데이터 집약적인 애플리케이션이 확산되면서 분산 컴퓨팅 인프라에 대한 수요가 크게 증가했습니다. 엣지 컴퓨팅은 모든 데이터를 중앙 집중식 클라우드 데이터 센터로 라우팅하지 않고 데이터 생성 소스에 가까운 곳에서 실시간 처리 및 분석을 수행할 수 있도록 네트워크 엣지에 FPGA와 같은 애플리케이션별 하드웨어를 배포합니다. 이를 통해 지연 시간 단축, 네트워크 대역폭 절감, 운영 효율성, 최종 사용자 경험 향상 등의 이점을 얻을 수 있습니다. 동시에 빠르게 확장하는 클라우드 기반 워크로드를 지원하기 위해 데이터센터 운영자는 유연성과 전력 효율을 위해 애플리케이션별 IC보다 재구성 가능한 FPGA를 선호합니다.

필드 프로그래머블 게이트 어레이 시장 기회

• AI 및 머신 러닝과 같은 신흥 애플리케이션의 성장: 인공 지능과 머신 러닝은 여러 산업 분야에서 혁신을 주도하는 중요한 기술이 되었습니다. 이러한 애플리케이션이 계속 복잡해짐에 따라 고성능 컴퓨팅에 대한 필요성이 기하급수적으로 증가하고 있습니다. FPGA는 재프로그래밍이 가능하고 병렬 처리 워크로드에 맞게 조정할 수 있기 때문에 이러한 요구 사항을 충족할 수 있는 독보적인 위치에 있습니다. 이미지 및 음성 인식과 같은 많은 AI 및 ML 작업은 유용한 결과를 얻기 위해 초당 수십억 번의 수학적 연산이 필요합니다. 향후 몇 년 동안 다양한 분야에서 AI 및 ML 기능에 대한 수요가 급증할 것으로 예상됩니다. 예를 들어, 유엔의 2021년 데이터에 따르면 전 세계 사물 인터넷 연결 기기의 수는 2017년 70억 개에서 2025년에는 250억 개 이상으로 증가할 것으로 예상됩니다.
• 군사 및 항공 우주 산업에 대한 eFPGA 보급 확대: 맞춤형 기능, 빠른 프로토타이핑, 실시간 처리, 공간 최적화, 보안, 내결함성, 레거시 시스템 통합, 진화하는 표준에 대한 적응성 등은 항공 우주 분야에서 eFPGA를 사용할 때의 장점 중 하나입니다. 이러한 장점으로 인해 eFPGA는 항공 우주 애플리케이션의 유연성, 신뢰성 및 성능을 향상시키는 데 중요한 기술로 부상했습니다. 군에서는 수명 주기 관리, 내결함성, 보안 통신, 실시간 처리, 하드웨어 가속, 레거시 시스템 통합 및 SWaP 최적화를 비롯한 다양한 작업에 eFPGA를 사용하고 있습니다.

필드 프로그래머블 게이트 어레이 시장 동향

• 새로운 기술의 등장: 인공지능 및 5G 네트워크와 같은 신기술의 등장은 향후 몇 년 동안 FPGA(필드 프로그래머블 게이트 어레이) 시장에 큰 영향을 미칠 것으로 예상됩니다. AI 워크로드가 점점 더 컴퓨팅 집약적으로 변함에 따라 일반 프로세서보다 AI 처리를 더 효율적으로 가속화할 수 있는 특수 하드웨어에 대한 필요성이 커지고 있습니다. FPGA는 고도의 병렬 아키텍처를 통해 머신 러닝 추론 및 컴퓨터 비전 처리와 같은 워크로드의 속도를 CPU나 GPU만으로 처리하는 것보다 더 빠르게 할 수 있으므로 이러한 역할에 매우 적합합니다. 최근 많은 주요 FPGA 공급업체들이 고대역폭 메모리 인터페이스와 통합 머신 러닝 엔진 등 AI에 특화된 향상된 기능을 갖춘 신제품을 출시하고 있습니다.
• 고성능 및 병렬 처리가 필요한 애플리케이션에 대한 FPGA 채택 증가: 고성능 및 병렬 처리를 필요로 하는 애플리케이션을 위한 FPGA(Field Programmable Gate Array)의 채택이 증가하면서 FPGA 시장에 큰 영향을 미치고 있습니다. 최근 몇 년 동안 고성능 컴퓨팅, 데이터 분석, 인공 지능, 머신 러닝과 같은 영역에서 FPGA의 사용이 증가하고 있습니다. FPGA는 이러한 종류의 워크로드에 대해 범용 프로세서에 비해 상당한 속도와 효율성 향상을 제공하는 맞춤형 병렬 처리가 가능하기 때문입니다. 예를 들어, 몇몇 최고의 AI 및 ML 트레이닝 조직은 더 빠르고 전력 효율적인 모델 트레이닝을 위해 인프라에 FPGA를 광범위하게 구현했습니다. 2021년에 AI 안전 스타트업인 Anthropic은 신경망 트레이닝 플랫폼을 재작업하여 인텔의 FPGA를 활용함으로써 GPU 전용 서버에 비해 초당 작업 수를 400배나 크게 늘렸습니다. 이를 통해 탄소 발자국을 줄이면서 훨씬 더 빠르게 모델을 훈련할 수 있었습니다. 유전체학, 자율 주행 차량, 핀테크 분야의 다른 기업들도 워크로드의 일부를 FPGA 가속 서버로 오프로드하여 10~100배의 속도 향상을 보고했습니다.

필드 프로그래머블 게이트 어레이 시장의 제약 조건

• 기술 변화의 역동적인 특성: 기술 변화의 역동적인 특성으로 인해 FPGA(필드 프로그래머블 게이트 어레이) 시장의 성장에 제약이 따르고 있습니다. 반도체 산업의 기술이 빠르게 발전함에 따라 FPGA는 수요를 따라잡기 위해 지속적으로 진화하고 최신 프로세스 노드로 업그레이드해야 합니다. 그러나 최신 노드로 전환하려면 막대한 시간과 자본을 투자해야 합니다. FPGA 제조업체의 경우 인공지능이나 5G와 같은 새로운 기술을 위한 제품을 개발하는 것은 광범위한 연구와 개발이 수반되는 복잡하고 긴 과정입니다. 높은 초기 투자 비용과 위험 부담으로 인해 일부 고객, 특히 소규모 업체는 FPGA를 완전히 수용하지 못합니다. 국제전기통신연합의 데이터에 따르면, 팬데믹으로 인한 출시 지연에도 불구하고 전 세계 5G 가입자는 2019년 약 1600만 명에서 2020년 말 2억 2800만 명 이상으로 증가했습니다. 그러나 5G 도입 속도는 여전히 초기 예상보다 낮아 기술 전환에 어려움을 겪고 있습니다.
• 균형: 기술의 지속적인 발전은 FPGA 회로 설계의 복잡성을 극복하는 데 도움이 될 수 있습니다. 설계 프로세스를 간소화하고 사용자 친화적인 새로운 설계 도구와 방법론이 개발되고 있습니다. 다양한 산업 분야에서 AI와 머신 러닝의 채택이 증가함에 따라 FPGA 시장에도 많은 기회가 제공될 수 있습니다. FPGA는 재프로그래밍이 가능한 특성과 높은 성능으로 인해 AI 및 머신 러닝 애플리케이션에 사용될 수 있습니다.

최근 개발

• 2021년 11월, 자일링스는 HPC 및 빅 데이터 작업을 위해 특별히 설계된 가장 효과적인 가속기 카드인 Alveo U55C를 승인했습니다. 새로운 알베오 U55C 카드는 자일링스의 가장 핵심적인 알베오 가속기 카드로, 알베오 가속기 데이터베이스에서 엄청난 컴퓨터 밀도와 HBM 용량을 제공합니다.
• 2022년 2월, AMD는 자일링스 인수를 완료했습니다. AMD와 자일링스의 합병으로 고성능 및 적응형 컴퓨팅 업계에서 지배적인 입지를 구축하게 되었습니다. 이 결합은 차별화된 지적 재산과 뛰어난 전문가 팀에 의해 강화된 제품, 고객 및 시장 부문의 조화로운 배열을 통합합니다. AMD와 자일링스의 통합은 제품, 기술, 시장 및 재무 건전성 측면에서 상당한 이점을 가져다줄 것입니다. 자일링스 인수를 통해 상호보완적인 제품, 고객 및 시장과 차별화된 IP 및 세계적 수준의 인재가 결합되어 업계 최고의 고성능 적응형 컴퓨팅 리더가 탄생했습니다. 자일링스는 AMD가 가장 강력한 고성능 포트폴리오를 제공할 수 있도록 업계 최고의 FPGA, 적응형 SoC, AI 추론 엔진 및 소프트웨어 전문성을 제공합니다.
• 2021년 11월, 컴퓨터 비전 애플리케이션을 위한 고급 인공 지능(AI) 솔루션에 중점을 둔 소프트웨어 회사인 Mirametrix를 전액 현금 및 추가 거래로 인수한 Lattice Semiconductor Corporation이 인수를 완료했습니다. 미라메트릭스의 소프트웨어는 전 세계 2천만 개 이상의 최종 사용자 시스템에 성공적으로 배포되었습니다. 미라메트릭스의 전문성과 래티스의 혁신적인 하드웨어 및 소프트웨어 솔루션 스택이 결합되어 하드웨어에서 애플리케이션 레이어에 이르는 엔드투엔드 AI 및 컴퓨터 비전 솔루션이 탄생했습니다.

그림 2. 아키텍처별 글로벌 필드 프로그래머블 게이트 어레이 시장 점유율(%), 2025년

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필드 프로그래머블 게이트 어레이 시장의 상위 기업

• 자일링스(AMD Corporation)
• 인텔 주식회사
• 퀵로직 주식회사
• 고윈 반도체 주식회사
• 마이크로칩 테크놀로지 인코퍼레이티드
• 래티스 반도체 주식회사
• Efinix Inc
• 아크로닉스 반도체 주식회사
• S2C
• 기타

정의: 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA)는 프로그래밍 가능한 경로를 통해 상호 연결된 구성 가능한 논리 블록(CLB)의 그리드를 중심으로 구성된 반도체 장치입니다. FPGA가 애플리케이션 특정 집적 회로(ASIC)와 다른 점은 제조된 후에도 특정 애플리케이션이나 기능적 요구에 맞게 재구성할 수 있다는 점입니다. 일회성 프로그래밍 가능(OTP) FPGA는 옵션이지만, 가장 널리 사용되고 다양한 용도로 활용되는 것은 SRAM 기반이므로 다양한 설계에 필요에 따라 맞춤화 및 조정할 수 있습니다.

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