PROGRAMAçãO DE CAMPO MERCADO DE ARRAY PORTãO ANALYSIS

O tamanho do mercado de matriz de portão programável de campo foi avaliado USD 9,7 Bn em 2023 e é esperado para testemunhar um taxa de crescimento anual composto (CAGR) de 7% de 2023 a 2030. O mercado é para impulsionar o mercado como há uma demanda crescente por internet das coisas. O alto consumo de energia em comparação com o asic é esperado para impedir o crescimento do mercado. Com base no segmento o mercado é dividido pela configuração, pela arquitetura e pelo tipo de usuário final.

Programação de Campo Insights regionais do mercado de portão

• América do Norte tem sido tradicionalmente a região dominante no mercado global da FPGA. A presença de grandes fabricantes FPGA como Intel e Xilinx com sua sede localizada nos EUA forneceu a região com uma vantagem em R&D e capacidade de produção. De acordo com os dados da Comissão Internacional de Comércio dos EUA publicados em janeiro de 2022, as importações dos EUA de dispositivos lógicos programáveis, incluindo FPGAs, cresceram em mais de 15% entre 2020 e 2021, indicando a forte demanda de várias indústrias de uso final na região. A FPGAs permite aplicações de computação de alto desempenho que são amplamente utilizadas na América do Norte em setores como aeroespacial e defesa, automotivo, automação industrial etc.
• Ásia Pacífico excluindo o Japão (APEJ) está emergindo como a região de crescimento mais rápido para FPGAs. Vários países APEJ como China, Coreia do Sul e Índia estão testemunhando um forte crescimento na fabricação de eletrônicos que cria oportunidades para a adoção da FPGA. Por exemplo, de acordo com estatísticas divulgadas pela Índia Brand Equity Foundation em novembro de 2022, a produção eletrônica da Índia está definida para atingir US$ 300 bilhões em 2026 em comparação com US$ 75 bilhões em 2020. Este rápido crescimento do setor eletrônico na região está impulsionando o uso da FPGA em diversas indústrias de uso final da APEJ. Além disso, a importação e exportação de dispositivos lógicos programáveis, incluindo FPGAs dos países APEJ, está aumentando de forma constante, conforme relatado pelos dados COMTRADE da ONU a partir de outubro de 2022, refletindo o aumento da atividade comercial da FPGA na região. Com forte crescimento econômico e desenvolvimento industrial, a APEJ está pronta para ser o mercado de crescimento líder para FPGAs globalmente.

Figura 1. Global Field Programmable Gate Array Market Share (%), por Região, 2023

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Ponto de vista do analista: A natureza dinâmica das mudanças tecnológicas está colocando limitações no crescimento do mercado Field Programmable Gate Array (FPGA). Como a tecnologia na indústria de semicondutores avança rapidamente, FPGAs precisa evoluir constantemente e atualizar para nós de processo mais recentes para manter-se com a demanda. No entanto, a transição para nós mais recentes requer grandes investimentos de tempo e capital. Para os fabricantes FPGA, desenvolver produtos para tecnologias emergentes como inteligência artificial e 5G é um processo complexo e longo que envolve extensa pesquisa e desenvolvimento.

Quando uma FPGA projetada para uma certa tecnologia atinge a produção em massa que a tecnologia pode ter progredido mais. Isso diminui a janela durante a qual a FPGA permanece relevante e competitiva no mercado. Além disso, com tecnologias concorrentes como circuitos integrados específicos para aplicações (ASICs) e ASICs estruturados oferecendo melhor desempenho e eficiência de energia em nós mais avançados, algumas aplicações estão se afastando de FPGAs. Por exemplo, os aceleradores de aprendizado de máquina que foram inicialmente baseados em FPGA estão sendo implementados cada vez mais usando ASICs para melhorar os benefícios de desempenho de energia.

Programação de Campo Drivers para o Mercado de Array portão

• A crescente demanda do setor de telecomunicações: O setor global de telecomunicações tem testemunhado a crescente demanda por soluções de rede mais rápidas e eficientes para apoiar a proliferação de dispositivos inteligentes e o aumento do tráfego de internet. Field Programmable Gate Arrays ou FPGAs surgiram como uma tecnologia preferida para fabricantes de equipamentos de telecomunicações para desenvolver seu hardware de rede para aplicações como processamento de pacotes, gerenciamento de tráfego e desenvolvimento de infraestrutura 5G. A natureza reprogramável de FPGAs permite que as empresas de telecomunicações atualizem o hardware para integrar novos recursos e protocolos sem ter que projetar novos circuitos integrados específicos de aplicação (ASICs) a partir do zero.
• O Departamento de Telecomunicações (DoT) visa alcançar vários objetivos-chave até dezembro de 2022, incluindo a conectividade de banda larga 100% em áreas rurais, alcançando uma taxa de fibraização de 55% para torres móveis, garantindo uma velocidade média de banda larga de 25 Mbps e implantando 30 quilômetros de fibra óptica em todo o país. A partir de setembro de 2022, o número de conexões de banda larga aumentou significativamente para 816 milhões, marcando um crescimento notável de 1238% desde março de 2014, quando ficou em 61 milhões.
• Rise of Edge Computing and Data Centers: Com a proliferação de dispositivos que consomem Internet de coisas (IoT) e aplicações intensivas em dados como inteligência artificial, a demanda por infraestrutura de computação distribuída cresceu significativamente. A computação de borda implanta hardware específico para aplicações como FPGAs na borda da rede para permitir o processamento e análise em tempo real perto da fonte de geração de dados em vez de direcionar todos os dados para centros de dados centralizados na nuvem. Isso traz vantagens como menor latência, economia de largura de banda de rede, eficiência operacional e melhor experiência de usuário final. Ao mesmo tempo, para suportar cargas de trabalho baseadas em nuvem de escala rápida, os operadores de data center também preferem FPGAs reconfigurable sobre ICs específicos de aplicativos para sua flexibilidade e eficiência de energia.

Programação de Campo Oportunidades de Mercado de Array portão

• Crescimento em aplicações emergentes como AI e aprendizado de máquina: A inteligência artificial e o aprendizado de máquina tornaram-se tecnologias importantes que estão impulsionando a inovação em muitas indústrias. Como essas aplicações continuam a crescer mais complexas, a necessidade de computação de alto desempenho cresce exponencialmente. Os FPGAs estão exclusivamente posicionados para atender a essas demandas devido à sua reprogramabilidade e capacidade de ser adaptado para cargas de trabalho de processamento paralelo. Muitas tarefas AI e ML, como reconhecimento de imagem e fala, exigem bilhões de operações matemáticas por segundo para alcançar resultados úteis. A demanda por recursos de IA e ML é projetada para ocorrer em diversos setores nos próximos anos. Por exemplo, de acordo com 2021 dados das Nações Unidas, espera-se que o número de dispositivos conectados à internet em todo o mundo cresça de 7 bilhões em 2017 para mais de 25 bilhões em 2025.
• A penetração crescente de eFPGAs na indústria militar e aeroespacial: Personalização, prototipagem rápida, processamento em tempo real, otimização de espaço, segurança, tolerância a falhas, integração do sistema legado e adaptabilidade aos padrões em evolução estão entre as vantagens de usar eFPGAs no setor aeroespacial. Devido a essas vantagens, a eFPGA surgiu como uma tecnologia valiosa para melhorar a flexibilidade, confiabilidade e desempenho das aplicações aeroespaciais. Os eFPGAs são usados pelos militares para uma variedade de tarefas, incluindo gerenciamento de ciclo de vida, tolerância a falhas, comunicação segura, processamento em tempo real, aceleração de hardware, integração do sistema legado e otimização SWaP.

Programação de Campo Mercado de Array portão Evolução

• O surgimento de novas tecnologias: Espera-se que o surgimento de novas tecnologias como inteligência artificial e redes 5G tenha uma influência significativa no mercado de portões programáveis de campo (FPGA) nos próximos anos. À medida que as cargas de trabalho da AI estão se tornando cada vez mais intensivas em computação, há uma crescente necessidade de hardware especializado que pode acelerar o processamento de IA de forma mais eficiente do que processadores generalizados. Os FPGAs são bem adequados para este papel, pois sua arquitetura altamente paralela permite que eles acelerem cargas de trabalho como inferência de aprendizado de máquina e processamento de visão de computador mais do que CPUs ou GPUs sozinho. Muitos grandes fornecedores FPGA lançaram recentemente novos produtos com aprimoramentos direcionados especificamente à AI, como interfaces de memória de alta largura de banda e motores integrados de aprendizado de máquina.
• Adoção crescente de FPGA para aplicações que exigem alto desempenho e paralelo Processamento: A adoção crescente de Field Programmable Gate Arrays ou FPGAs para aplicações que exigem alto desempenho e processamento paralelo está tendo um impacto profundo no mercado FPGA. Os FPGAs têm visto um uso crescente em domínios como computação de alto desempenho, análise de dados, inteligência artificial e aprendizado de máquina nos últimos anos. Isso ocorre porque FPGAs permitem um processamento paralelo e personalizável que fornece ganhos significativos de velocidade e eficiência sobre processadores de propósito geral para esses tipos de cargas de trabalho. Por exemplo, várias principais organizações de treinamento de IA e ML implementaram extensamente as FPGAs em sua infraestrutura para alcançar um treinamento de modelo mais rápido e eficiente em termos de energia. Em 2021, Anthropic, uma startup de segurança AI, retrabalhou sua plataforma de treinamento de rede neural para alavancar FPGAs da Intel e alcançou um enorme aumento de 400x em operações por segundo em comparação com servidores GPU. Isso ajudou-os a treinar modelos muito mais rapidamente, reduzindo a pegada de carbono. Outras empresas em genômica, veículos autônomos, a fintech também relataram speedups de 10-100x, descarregando partes de suas cargas de trabalho para servidores acelerados da FPGA.

Programação de Campo Restrições de mercado de matriz de portão

• Natureza dinâmica das mudanças tecnológicas: A natureza dinâmica das mudanças tecnológicas está colocando limitações no crescimento do mercado Field Programmable Gate Array (FPGA). Como a tecnologia na indústria de semicondutores avança rapidamente, FPGAs precisa evoluir constantemente e atualizar para nós de processo mais recentes para manter-se com a demanda. No entanto, a transição para nós mais recentes requer grandes investimentos de tempo e capital. Para os fabricantes FPGA, desenvolver produtos para tecnologias emergentes como inteligência artificial e 5G é um processo complexo e longo que envolve extensa pesquisa e desenvolvimento. O alto investimento inicial e os riscos envolvidos deter alguns clientes, especialmente jogadores menores, de abraçar totalmente FPGAs. De acordo com dados da União Internacional de Telecomunicações, os números de assinatura mundial 5G cresceram de cerca de 16 milhões em 2019 para mais de 228 milhões até o final de 2020, apesar de atrasos devido à pandemia. No entanto, o ritmo da adoção de 5G ainda está abaixo das projeções iniciais indicando transições de tecnologia apresentam dificuldades.
• Contrapeso: Os avanços contínuos na tecnologia podem ajudar a superar a complexidade de projetar circuitos FPGA. Novas ferramentas e metodologias de design estão sendo desenvolvidas que podem simplificar o processo de design e torná-lo mais fácil de usar. A adoção crescente de IA e aprendizado de máquina em várias indústrias pode proporcionar amplas oportunidades para o mercado FPGA. A FPGA pode ser usada em aplicações de IA e aprendizado de máquina devido à sua natureza reprogramada e alto desempenho.

Desenvolvimentos recentes

• No NOV 2021, Xilinx aprovado Alveo U55C, seu cartão de acelerador mais eficaz, projetado para HPC e grandes atribuições de dados. O novo cartão Alveo U55C é o cartão de acelerador Alveo mais essencial da empresa, fornecendo a enorme densidade de computador e capacidade HBM na base de dados de acelerador Alveo.
• Em fevereiro 2022, a AMD completa Aquisição com Xilinx. A amalgamação de AMD e Xilinx estabelece uma força dominante na indústria de computação de alto desempenho e adaptável. Esta união une uma harmoniosa variedade de produtos, clientes e segmentos de mercado, reforçada pela propriedade intelectual distinta e uma equipe excepcional de especialistas. A integração da AMD e Xilinx gera vantagens significativas em termos de produtos, tecnologia, mercados e força financeira. A aquisição da Xilinx reúne um conjunto altamente complementar de produtos, clientes e mercados combinados com IP diferenciado e talentos de classe mundial para criar o líder de computação de alto desempenho e adaptabilidade da indústria. Xilinx oferece FPGAs líderes do setor, SoCs adaptativos, motores de inferência AI e experiência de software que permitem à AMD oferecer o portfólio mais forte de alto desempenho
• Nov 2021 Semicondutor de Lattice Empresa completa aquisição com Mirametrix, Inc. uma empresa de software focada em soluções avançadas de inteligência artificial (AI) para aplicações de visão computacional, em uma transação accreativa. O software Mirametrix foi implantado com sucesso em mais de 20 milhões de sistemas de usuários finais em todo o mundo. Combinar a experiência da Mirametrix com as pilhas inovadoras de soluções de hardware e software da Lattice cria uma solução de visão de AI e computador de ponta a ponta que abrange desde o hardware até a camada de aplicação.

Figura 2. Programação Global de Campo Gate Array Market Share (%), Por Arquitetura, 2023

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Principais empresas em Field Programmable Gate Array Market

• Xilinx Inc. (AMD Corporation)
• Intel Corporation
• Rápido. Corporação
• GOWIN Semiconductor Corporation
• Tecnologia Microchip Incorporated
• Semicondutor de Lattice Corporação
• Efinix Inc.
• Achronix Semiconductor Corporation
• S2C
• Outros

Definição: Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) são dispositivos semicondutores construídos em torno de uma grade de blocos lógicos configuráveis (CLBs) interligados através de vias programáveis. O que distingue FPGAs de Circuitos Integrados Específicos de Aplicação (ASICs) é sua capacidade de ser reconfigurado para atender necessidades específicas de aplicação ou funcionais, mesmo depois de terem sido fabricados. Enquanto FPGAs programáveis (OTP) de uma só vez são uma opção, a variedade dominante e versátil é baseada em SRAM, permitindo que eles sejam adaptados e adaptados conforme necessário para vários projetos.

Poucos outros relatórios promissores na indústria da tecnologia da informação e da comunicação

Terrestrial Trunked Radio Market

Mercado de Gateway de LoRa

Mercado de Rede Óptica Sincronizada

Mercado de firewall de última geração