1985 年，赛灵思发布了世界上第一款商业化 FPGA （现场可编程门阵列）芯片 XC2064，标志着FPGA时代的开端。到2025 年， FPGA迎来问世 40 周年。这40年来，FPGA经历了从通信领域到工业应用，再到成为人工智能中心的重要组件的演进历程。
通信领域的起源
早期发展：FPGA最初被设计用于替代小型逻辑电路板和简单的数字控制系统，其灵活性使其非常适合通信设备中的快速原型设计和定制化需求。
成长期：进入90年代，随着半导体工艺的进步，FPGA开始在电信交换机、路由器和其他网络设备中得到广泛应用。它们用于实现高速数据传输协议、错误校正算法以及复杂的信号处理任务。
工业控制与测试测量
集成专用模块：到了2000年代初，FPGA厂商开始在其芯片中集成专用硬件模块，如乘法器、存储块和高速I/O接口等。这使得FPGA能够应对更加复杂的计算任务，例如工业自动化系统中的实时控制和监测。
边缘计算与AI时代的转型
性能提升：随着28nm工艺节点的到来，FPGA在性能和能效方面取得了显著进步。特别是在深度学习兴起后，FPGA凭借其并行计算能力和能效优势，开始在AI加速领域崭露头角。
行业并购：英特尔收购Altera（2015年），AMD收购赛灵思（2020年），这些重大事件反映了FPGA在现代计算架构中的核心地位日益增强。
边缘AI的应用：如今，FPGA在边缘计算场景中发挥着重要作用，尤其是在需要低延迟、高效率处理的场合，如智能视频分析、工业物联网、医疗设备以及自动驾驶等领域。
图：FPGA 40周年：从可编程到无处不在，未来何去何从？
FPGA走向未来的五大趋势
1. 与AI深度融合，成为推理与加速的新力量
AI模型的多样化与更新速度日益加快，FPGA凭借高度可定制、低延迟、并行处理等特性，越来越多地被用于边缘推理、智能视频分析、工业视觉等场景。未来，AI加速器与FPGA之间的界限将日趋模糊。
2. Chiplet兴起，FPGA成为异构系统重要模块
Chiplet（小芯片）设计正在重塑半导体架构。相比单一SoC，模块化芯片设计更易于灵活升级和多元集成。FPGA作为灵活算力单元，正成为Chiplet生态中的重要拼图，可与CPU、GPU、AI芯片等通过UCIe等互联协议融合封装，实现面向特定任务的最优能效比。
3. RISC-V与FPGA协同发展
RISC-V生态与FPGA天然契合，后者提供了理想的平台用于RISC-V内核开发、测试、定制。越来越多的SoC FPGA开始集成RISC-V控制器，推动指令集架构创新与定制硬件的融合发展。
4. 面向边缘与低功耗智能应用
Lattice、Microchip等厂商聚焦小型化、低功耗FPGA，广泛应用于可穿戴设备、物联网终端、智能门锁、无人机等场景。这类FPGA主打“轻量智能”，满足对性能、功耗和灵活性的多重需求。
5. 国产替代持续推进，生态建设成关键
随着本土半导体技术进步，国产FPGA厂商如紫光同创、安路科技、智多晶、复旦微电等正逐步打破外资垄断，产品已在电力、轨道交通、军工、新能源等领域实现落地。但IP核、EDA工具链、生态支持仍是制约行业快速发展的瓶颈，需要持续投入与生态协同。
挑战仍在，未来更值得期待
尽管FPGA在灵活性和可定制性方面具有天然优势，但其开发门槛高、功耗控制难、工具链不完善等问题依然存在。如何进一步降低使用门槛、提升软硬件协同开发效率，将成为决定其在下一轮计算浪潮中地位的关键。
另一方面，随着“软件定义硬件”理念的深入发展，FPGA的形态也在悄然发生变化：从单一芯片产品，向IP核、模块化硬件、Chiplet、SaaS化服务等多种形态演进。FPGA或将以“隐形的基础设施”形式，嵌入到越来越多智能系统中。
