复旦微电企业洞察：FPGA市场的战略布局_fmql100tai

今年2月，与非研究院在《中国本土FPGA产业地图（2024版）》中统计了14家本土FPGA厂商的产品系列、工艺制程、部分参数和车规型号，并对比分析了5家本土上市公司的营收、利润和研发投入近况。

来源：《中国本土FPGA产业地图（2024版）》，与非研究院制图

今天，我们挑选国产FPGA中容量规模做到最大的企业——复旦微电，来展开讨论一下。

Part 1 2004-2023年，FPGA成长为公司第一大业务

1998年，上海复旦微电子集团股份有限公司（以下简称“复旦微电”）成立于复旦大学逸夫楼，由复旦大学“专用集成电路与系统国家重点实验室”和上海商业投资公司等联合创建，主要从事超大规模集成电路的设计、开发，并提供系统解决方案。

1999年，公司推出第一款电表专用芯片。

2000年，公司上市香港创业板。

2001年，公司推出兼容国际主流标准的IC卡芯片。

2002年，公司成为中国大陆首家获得IC制造商国际注册的集成电路设计公司。

2004年，公司开启FPGA技术研发；同年建立MCU事业部。

2005年，公司首颗系统级产品累计出货超过1000万颗；获得上海地铁单程卡400万张定单。

2012年，公司推出了NOR Flash产品；同年公司IC卡芯片进入社保领域，新研发的FM1208正式进入上海公交卡长三角互联互通市场。

2014年，公司从香港创业板转往香港主板上市。

2016年，公司推出采用65nm工艺制程的千万门级FPGA产品；同年推出WLCSP存储系列产品，全面进军手机摄像模组市场。

2017年，公司FM1280芯片累计销售超亿颗；MCU芯片在南网单相电能表市场占有率首次突破45%。

2018年，公司推出28nm工艺制程的亿门级FPGA产品，SerDes传输速率达到最高13.1Gbps ；同年公司FM1280金融卡芯片顺利切换到55nm工艺；并推出漏电保护开关芯片。

2019年，公司28nm工艺制程的亿门级FPGA产品量产；同年推出SPI NAND Flash新品；国网智能电表专用MCU销量突破3亿颗。

2021年，公司上市A股科创板；同年推出嵌入式可编程器件PSoC芯片；在车用TBOX 安全芯片和数字例匙等领域取得突破。

2022年，公司自研EDA软件Procise突破FPGA总体布局合法化方法、FPGA芯片版图连线显示方法等多项核心关键技术。

2023年，公司1xnm FinFET先进制程的十亿门级FPGA产品完成小批量试制和用户试用；同年公司FPGA业务翻身成复旦微电第一大业务，成为业绩增长引擎，且利润率遥遥领先。

图 | 复旦微电各业务板块营收情况，与非研究院制图

纵观复旦微电的发展过程，映射出了中国科技产业发展的时代烙印。而其FPGA业务的基础沉淀，还多了复旦微电子学院的身影（复旦微电子学院是国内少数从事FPGA自主研发的机构），同属复旦系，技术本同源，两家单位的合作非常紧密，不仅在FPGA器件与配套软件系统上同频共振，还共同成立了“FPGA创新团队”，协同攻克技术难题。

Part 2 积极布局1xnmFPGA，十亿门级引领高端FPGA国产化

除了国微电子、航天九院等国家级保密单位投入FPGA的研发较早外（具体时间节点没有公开消息），复旦微电也是最早一批投入国产FPGA研发的先锋。如今，复旦微电已经成长为国内FPGA技术最领先的公司，填补了多项国产高端FPGA空白。

随着各类型 FPGA 芯片产品的研发与迭代，公司已经储备了FPGA电路架构技术、FPGA 产品测试技术、高速并串转换技术、多核片上系统技术及 FPGA 配套软件开发技术。

从产品类型来看，复旦微电主要聚焦在SRAM 型 FPGA赛道，重点推出了四大系列产品，即：千万门级FPGA芯片、亿门级FPGA芯片、十亿门级FPGA芯片和嵌入式可编程器件PSoC，覆盖通信、工业控制、汽车电子等高可靠性领域。

图 | 复旦微电四大FPGA产品系列介绍，信息源：复旦微电2023年年报

在千万门级 FPGA 芯片方面，公司于 2016 年发布了采用 65nm 工艺制程的千万门级 FPGA 产品，产品包含 50k 左右容量的逻辑单元。

在亿门级 FPGA 芯片方面，公司于 2018 年发布了采用 28nm 工艺制程的亿门级 FPGA 产品，产品包含 700k 左右容量的逻辑单元，该系列产品采用了全新的先进硅组合模块的架构，解决了在传统ASIC和FPGA设计中都存在的面积－周长相关性约束问题；缓解了与I/O和阵列相关性、电源和地分布，以及硬IP缩放相关的约束问题。同时，在硬件层面，该产品还集成了SerDes、DDR3等高速模块，SerDes 模块最高支持13.1Gbps。

值得一提的是，FPGA 行业龙头企业赛灵思16nm 制程产品门级规模为十亿门级，最高支持 32.75Gbps X 96 通道或 58 Gbps X 32 通道，公司 28nm 制程产品门级规模为亿门级，最高支持 13.1Gbps X 80 通道，还存在差距。

在十亿门级FPGA芯片方面，公司原计划于2021-2022 年进行产品流片，于2022年提供产品初样，于2023年实现产品量产。根据复旦微电2023年年报和2024年一季报显示，公司基于1xnm FinFET先进制程的十亿级FPGA 产品已完成了小批量试制和用户试用，产品研制进展顺利。

在嵌入式可编程器件（PSoC）产品方面，复旦微的青龙系列是国内首款推向市场的嵌入式可编程 PSoC 产品，该产品采用 28nm 工艺制程，内嵌大容量自有 eFPGA 模块，并配置有 APU 和多个 AI 加速引擎，可广泛用于高速通信、信号处理、图像处理、工业控制等应用领域。

2022年世界人工智能大会上，复旦微电就首展了公司第二款FPAI芯片—FMQL100TAI，该芯片采用28nm先进工艺制程，集成了四核A53处理器系统，工作主频1GHz，内部包含GPU模块和视频编解码模块，支持4K30帧视频编解码；AI加速引擎采用全新的“复微布衣”多核阵列架构，最高可提供27.5TOPS的峰值AI算力，同时支持INT8和INT16两种计算精度；FPGA部分提供了高达440K可编程逻辑单元和2200个DSP单元。FMQL100TAI芯片可以搭载多种人工智能算法，同时具备可重构特性，在面对边缘端复杂应用场景时，具有高性能、低功耗、低延时和高灵活性的特点。

Part 3 28nm依旧是公司FPGA产品营收的中流砥柱

赛灵思在2021年的年报中，将28nm、20nm、16nm 及 7nm工艺制程产品均定义为先进产品（Advanced Products），当时其先进产品收入占其总收入的 70.94%。

根据Frost&Sullivan的统计数据显示，2019年28nm-90nm制程的FPGA产品占据了中国市场63.3%的份额，28nm及更先进制程的FPGA占据了20.9%的市场份额。

而对于复旦微电来说，28nm依旧是公司FPGA产品营收的中流砥柱，同时公司也在进一步扩展28nm工艺制程的产品谱系；而采用14/16nm工艺的十亿门级FPGA产品出货信息暂时还未公布。

事实上，28nm工艺制程的FPGA产品可以覆盖较多应用场景，主流应用集中在5G 通信设施等通信设备、工业控制、汽车电子、AI、消费电子和更多高可靠性应用领域；而当前复旦微电采用的14/16nm工艺制程FPGA覆盖的领域大多数和28nm工艺制程的FPGA应用领域相近，主要区别在于14/16nm工艺制程下的FPGA对接口速度、计算量和功耗有较大的提升。

根据2022 年中报显示，公司已累计向超过 500 家客户销售相关 FPGA 产品，除了大客户直销外，还采取了渠道代理的销售模式，来覆盖中小型客户需求。从公开渠道看到，复旦微电FPGA产品线代理商包括江苏芯合通电子、深圳天诚科技等。

从销售规模的角度来看，FPGA产品线自2018年以来，销售额稳步上升。其中28nm产品的营收占比，2020年就占到了当年FPGA产品线总营收的65.3%，相比2019年刚量产时的18.02%，提高了2倍以上。

图 | 2018-2023年，复旦微电公司营收、FPGA产品线营收情况，与非研究院制图

从利润的角度来看，复旦微电在2019年量产28nm工艺亿门级FPGA产品之初，该系列毛利润水平相当高，在2019年和2020年分别达到了1,488.04万元和9,499.10万元，毛利率水平分别为 98.48%和 94.96%，主要终端客户为高可靠领域客户。下面与非研究院统计了近年来复旦微电FPGA产品线与公司整体业务利润获取的情况。

图 | 2018-2023年，复旦微电公司总体毛利和FPGA产品线毛利对比情况，与非研究院制图

复旦微电FPGA产品线总体获利能力在国产FPGA厂商中排在头部。此外，在库存水位的控制方面，也是表现良好，在2023年整体电子行业去库存的大形势下，复旦微电FPGA产品线相比2022年销售体量增加，库存水位下降。

图 | 2018-2023年，复旦微电FPGA产品线产销与库存情况，与非研究院制图

不过，这里要注意一点，2023年复旦微电的最大客户订单规模达到了7.98亿元，占当年营收的22.56%，而2022年该客户订单规模为4.39亿元，占当年营收的12.4%。由于复旦微电并未公开该客户的订单产品类型，因此不排除单一客户在FPGA领域的订单骤增带来FPGA产品线营收上升加速。

近年来，复旦微电在FPGA产品线上的成绩可圈可点，而这一成绩的背后是研发投入的支撑，下面与非研究院整理了2018-2023年复旦微电的整体研发投入情况，其中研发费用采用的是总研发费用，而非利润表中的研发费用。

图 | 2018-2024Q1，复旦微电总研发费用和研发费用率情况，与非研究院制图

从上图中可以看到，2019年和2023年属于复旦微电在研发投入上的峰值年份，这和复旦微电FPGA产品技术迭代的关键年直接相关。

当然，高研发投入带来的正反馈，除了产品谱系扩展、营收体量增加外，复旦微电的FPGA产品单价也在随着技术和产品的升级逐步提高，从而带动利润的提升。

图 | 2018-2023年，复旦微电FPGA产品折合单价稳步提升，与非研究院制图

这一组数据是通过复旦微电FPGA产品线营收和销量来计算得出的。据悉，复旦微电当前的FPGA客户依旧以院所等单位居多，对冗余逻辑等方面有特殊要求，所以坊间传言其价格在民用单品的20倍以上。但对比了以上单价统计结果之后，笔者有了不一样的认识，首先复旦微电FPGA产品的单价并没有传说中的那么高，此外我们可以推测出复旦微电或已向除高可靠领域提供量较大的FPGA产品。

正如前面提到的，高可靠领域对用料是保密的，所以公开渠道很难获取到具体FPGA型号的参数和报价情况，下面与非研究院从渠道处获取了复旦微电两个公开销售的FPGA产品系列的具体参数和国产替代情况，具体如下：

图 | 复旦微电JFM4系列FPGA产品参数情况，与非研究院制图

图 | 复旦微电JFM7系列FPGA产品参数情况，与非研究院制图

Part 4 写在最后

FPGA 技术正在向更高性能、更大容量等方向迭代，其中FPGA+AI有望进一步打开FPGA市场，就复旦微电当前在FPGA领域的实力而言，在边缘侧发力会更具优势。据悉，前面提到的复旦微电新一代FPAI产品FMQL100TAI已取得小批量用户应用。展望未来，采用CPU+FPGA+AI或CPU+FPGA+GPU 融合架构的 PSoC 芯片在人工智能领域中将逐渐崭露头角，而复旦微电也将从中获利。