世界のFPGA (フィールドプログラマブルゲートアレイ) 市場：ローエンドFPGA、ミッドレンジFPGA、その他

2023年9月19日2023年9月19日 marketing FPGA (フィールドプログラマブルゲートアレイ)

FPGA (フィールドプログラマブルゲートアレイ) 市場の2023年の市場規模は97億米ドルで、2023年から2028年にかけて年平均成長率14.6%で推移し、2028年には191億米ドルに達すると予測されています。先進運転支援システムにおけるFPGA製品の採用の増加、AIとIoTの普及などがFPGA (フィールドプログラマブルゲートアレイ) 市場の成長要因として挙げられます。

市場動向

推進要因：データセンターと高性能コンピューティング（HPC）施設の増加
データセンターと高性能コンピューティング施設の数が世界的に増加していることが、FPGA市場の成長を促進すると予想されます。データセンターは、何百万ものデバイスやセンサーからのデータを処理して高度に最適化された自律動作を実行するため、IoTの導入に不可欠です。FPGAは、特定のサービスをオフロードして高速化するためにデータセンターに統合されています。FPGAは、サーバーの中央処理装置（CPU）からコンピューティング・ワークロードをオフロードすることで、ハイパフォーマンス・コンピューティング、ADAS、IoT、5Gデバイスの応答時間、スループット、エネルギー効率を改善します。

制約： FPGAに関連するセキュリティ上の懸念
FPGAの隠れたバグによるセキュリティの脆弱性が市場の成長を抑制しています。FPGA には、従来のハードウェア・チップセットや IC とは異なり、再プログラム可能な機能があります。この機能は、開発者が製造後に希望する機能を実現するのに役立ちます。しかし、FPGAには再プログラム可能な機能があるため、セキュリティ攻撃に対して脆弱です。一部のFPGAはハードウェアに隠れたバグがあり、ハッカーが重要なデータを盗んだり、チップセットへの完全なアクセス制御を得たりする可能性があります。

機会：軍事および航空宇宙産業へのeFPGAの普及拡大
航空宇宙産業におけるeFPGAの使用には、カスタマイズ性、迅速なプロトタイピング、リアルタイム処理、スペースの最適化、セキュリティ、フォールトトレランス、レガシーシステムの統合、規格変更への柔軟性などの利点があります。これらの利点により、eFPGAは航空宇宙アプリケーションの性能、信頼性、柔軟性を向上させる有用な技術となっています。軍事分野では、カスタマイズ、リアルタイム処理、ハードウェア・アクセラレーション、セキュア通信、フォールト・トレランス、レガシー・システム統合、SWaP最適化、ライフサイクル管理など、さまざまな目的でeFPGAが使用されています。

課題: 非常に複雑なプログラミング
FPGAを使用すると、低レイテンシで効率に優れたリコンフィギュラブル・アクセラレータを作成できます。しかし、FPGAは効率、柔軟性、プログラマビリティを向上させる一方で、プログラミングと管理が難しい場合があります。たとえば、多数の FPGA をデータ・センター・インフラに統合する必要があります。しかし、このような大量のFPGAは高価であり、データ・センター・インフラストラクチャへのプログラムおよび展開が困難です。FPGAは、大手企業が提供するinfrastructure-as-a-serviceの一部として、より広く利用できるようになってきています。FPGA プロバイダは、クラウドサービスや航空宇宙など、顧客のアプリケーションに統合するために最適化された FPGA ライブラリを提供しています。

予測期間中、ハイエンドFPGAセグメントが最も高いCAGRを維持。
ハイエンドFPGAと呼ばれる高集積アーキテクチャを備えたデバイスは、卓越した性能と高帯域幅を提供します。これらのFPGAは次世代ハード・プロセッサ・システムを搭載しており、スピードと機能性が向上しています。50万以上のロジック・エレメント、32以上のトランシーバー数、600以上の入出力リソースを備えたこれらのデバイスは、最高級品です。最初の14nmノード・サイズのハイエンドFPGAであるStratix 10 SoCは、インテル・コーポレーション（米国）から発表されました。インテルの Stratix ファミリや Agilex ファミリ、ザイリンクスの Virtex ファミリ、Achronix Semiconductor Corporation の Speedster7t FPGA ファミリはすべて、性能と消費電力を強化したハイエンド FPGA の例です。

予測期間中、ノードサイズ20～90nmセグメントがFPGA市場で最高シェアを維持
2022年の市場全体では、20～90nmセグメントが金額ベースで最大のシェアを占めています。ノードサイズが20～90nmのFPGAは、その高性能、プログラミングの柔軟性、低消費電力により、顧客から好まれています。これらのFPGAは、かなりの期間にわたって市場に出回っており、高帯域幅や総システムコストの削減など、業界をリードする機能で知られているため、汎用アプリケーションやポータブル・アプリケーションに適しています。

予測期間中、FPGA市場で最も高いシェアを占めるSRAM技術分野
FPGAは、特定のアプリケーション・ニーズに基づいてセルを簡単に再構成できるため、SRAM技術を使用してプログラムするのが一般的です。これにより、新しい FPGA デザインを既存の FPGA ベース・デバイスの規格に照らしてテストできます。SRAM ベースFPGA は、ルックアップテーブル(LUT) を使用したロジックインプリメンテーションが可能で、内蔵RAM ブロックの並べ替えやスイッチの制御、配線、コンフィギュレーションが容易なため、世界的に普及しています。柔軟性が高く、有限状態機械（FSM）、コンピュータ・プログラム、逐次論理回路、演算回路の設計に最適です。

予測期間中、FPGA市場のCAGRが最大になるのはデータセンターとコンピューティング分野
データ・ストレージ技術の分野は急速に成長しており、既存のIT機能と新たに追加された機能の統合が可能になっています。大規模データセンターでは、従来のITサービスと新しいデータ分析サービスの両方が提供されるようになり、性能と帯域幅を備えたストレージシステムとサーバーが必要になっています。FPGAは大規模データセンターで活用され、ストレージシステムやネットワークへの高帯域幅・低遅延接続による高速データ処理や、データフィルタリング、圧縮、高速化アルゴリズムを提供します。

アジア太平洋地域のFPGA市場は予測期間中に高いCAGRで成長すると予測
アジア太平洋地域は、主に通信、産業、自動車、家電、コンピューティング部門により、FPGA市場で大きな成長が見込まれています。急成長する5G市場では中国と日本が重要な役割を担っており、インドも5G技術の展開で後塵を拝しています。これはインドの通信企業に成長機会をもたらし、FPGA市場を牽引しています。アジア太平洋地域では産業オートメーションも増加傾向にあり、FPGAの需要が高まっています。

主要企業

FPGA (フィールドプログラマブルゲートアレイ) 企業の主要ベンダーには、Advanced Micro Devices (Xilinx, Inc.) (米国)、Intel Corporation (米国)、Microchip Technology Inc. (米国)、Lattice Semiconductor Corporation (米国)、Achronix Semiconductor Corporation (米国)、Quicklogic Corporation (米国)、Efinix Inc.

この調査レポートは、FPGA市場を構成、ノードサイズ、技術、市場規模、業種、地域に基づいて分類しています。

セグメント

サブセグメント

構成別

ローエンドFPGA
ミッドレンジFPGA
ハイエンドFPGA
ノードサイズ

≤16 nm
20～90 nm
>90 nm
技術ベース

SRAM
フラッシュ
アンチヒューズ
市場規模ベース

FPGA
EFPGA
業種別

通信
有線通信
無線通信
5G
コンシューマー・エレクトロニクス
テスト、測定、エミュレーション
データセンターとコンピューティング
ストレージ・インターフェース制御
ネットワーク・インターフェース制御
ハードウェア・アクセラレータ
高性能コンピューティング
軍事および航空宇宙
航空電子工学
ミサイルと弾薬
レーダーとセンサー
軍事通信（MilCom）ソフトウェア無線（SDR）
その他
産業用
ビデオ監視システム
マシンビジョンソリューション
産業用ネットワーク・ソリューション
産業用モーター制御ソリューション
ロボティクス
産業用センサー
その他
オートモーティブ
ADAS/センサー・フュージョン
車載インフォテインメント・ドライバー情報システム
電気自動車
ヘルスケア
画像診断システム
ウェアラブル機器
その他
マルチメディア
オーディオ機器
映像処理
放送機器
放送プラットフォームシステム
ハイエンド放送システム
地域別

北米
米国
カナダ
メキシコ
ヨーロッパ
ドイツ
英国
フランス
その他のヨーロッパ
アジア太平洋
中国
日本
インド
その他のアジア太平洋地域
その他の地域
中東
南米
アフリカ
最近の動向
2023年2月、ラティスセミコンダクターはグリーンヒルズ・ソフトウェア（米国）との協業を発表しました。この協業により、組込み産業および車載アプリケーション向けの包括的で安全なソリューションが提供されました。顧客はこれらの協業ソリューションを利用することで、業界をリードする電力効率、性能、コードサイズを備えた、信頼性が高く安全なエッジ・コンピューティング・アーキテクチャを構築できます。
2022 年 11 月、ザイリンクスは、UltraScale+ シリーズの電子機器に、AU7P フィールドプログラマブルゲートアレイ (FPGA) と ZU3T システムオンチップ (SoC) の 2 つの新製品を発表しました。これらの16nm FinFETベースのデバイスは、低消費電力、ワット当たりの高性能、コンパクトなフォームファクタのアプリケーション向けに設計されています。

【目次】

1 はじめに（ページ – 39）
1.1 調査目的
1.2 市場の定義
1.3 対象と除外
1.4 調査範囲
1.4.1 対象市場
図1 FPGA市場：セグメンテーション
1.4.2 地域範囲
1.4.3 考慮した年数
1.4.4 通貨
1.5 制限事項
1.6 利害関係者
1.7 変化のまとめ
1.8 景気後退の影響

2 調査方法 (ページ – 45)
2.1 調査データ
図2 FPGA市場：調査デザイン
2.1.1 二次データ
2.1.1.1 主な二次情報源
2.1.1.2 二次ソースからの主要データ
2.1.2 一次データ
2.1.2.1 専門家への一次インタビュー
2.1.2.2 一次データの内訳
2.1.2.3 一次資料からの主要データ
2.1.3 二次調査および一次調査
2.1.3.1 主要業界インサイト
2.2 市場規模の推定
図3 市場規模推定のための調査フロー
2.2.1 供給側分析
図4 市場規模推定方法（供給側）： FPGA市場におけるプレイヤーの収益
2.2.2 需要サイド分析
図5 推計方法（需要側）：構成に基づくFPGA需要
2.2.3 ボトムアップアプローチ
図6 市場規模推定手法：ボトムアップアプローチ
2.2.3.1 ボトムアップ分析による市場規模導出の考え方（需要サイド）
2.2.4 トップダウンアプローチ
図7 市場規模推計手法：トップダウンアプローチ
2.2.4.1 トップダウン分析による市場規模導出のアプローチ（供給側）
2.3 市場の内訳とデータの三角測量
図8 データ三角測量
2.4 リサーチの前提
表1 前提条件
2.5 景気後退の影響分析
表2 リセッションの影響
2.6 リスク評価
表3 リスク評価
2.7 研究の限界

3 要約 (ページ – 59)
3.1 景気後退の影響
図9 主要国の2023年までのGDP成長率予測
図10 不況がFPGA市場に与える影響、2019～2028年（百万米ドル）
図11 予測期間中、ローエンドFPGAセグメントが市場を支配
図12 2023年から2028年にかけて最も高いcagrを記録する≤16 nmセグメント
図13 2028年にFPGA市場で最大のシェアを占めるのはSRAMセグメント
図14 2023年から2028年にかけてより高いcagrを示すのはefpga市場
図15 2022年にFPGA市場を支配したのは通信分野
図16 2022年にFPGA市場で最大のシェアを占めたアジア太平洋地域

4 PREMIUM INSIGHTS（ページ番号 – 66）
4.1 FPGA市場におけるプレーヤーにとっての魅力的な機会
図 17 AI/ml 処理のためのデータセンターにおける fpga 導入の増加
4.2 FPGA市場、構成別
図18 2028年にFPGA市場を支配するローエンドFPGAセグメント
4.3 FPGA市場：ノードサイズ別
図19 2028年に大きく成長する20～90nmセグメント
4.4 FPGA市場：技術別
図20 2028年にはSRAMセグメントが市場を支配
4.5 FPGAとEFPGAの市場規模
図21：予測期間中、より高いCAGRを示すefpga市場
4.6 FPGA市場、垂直市場別
図22 データセンター＆コンピューティング分野は2023年から2028年にかけて最も高いCAGRを記録
4.7 FPGA市場：国別
図23 2023年から2028年にかけて最も高いCAGRを記録するのは中国FPGA市場

5 市場概観（ページ – 70）
5.1 はじめに
5.2 市場ダイナミクス
図 24：FPGA市場：促進要因、阻害要因、機会、課題
5.2.1 推進要因
5.2.1.1 様々なアプリケーションにおける人工知能（AI）とモノのインターネット（IoT）技術の採用の増加
5.2.1.2 先進運転支援システム（ADAS）へのFPGAの統合
図 25 ADAS を搭載した登録車両（2020 年と 2026 年
5.2.1.3 データセンターとハイパフォーマンス・コンピューティング（HPC）施設の増加
5.2.1.4 アビオニクスの FPGA ハードウェア検証のニーズの高まり
5.2.1.5 特定用途向け集積回路（ASIC）と比較した FPGA の高効率化
図 26 FPGA 市場：ドライバーとその影響
5.2.2 阻害要因
5.2.2.1 FPGAに関連するセキュリティ上の懸念
図 27 FPGA 市場：阻害要因とその影響
5.2.3 機会
5.2.3.1 高帯域幅デバイスにおけるFPGA需要の増加
5.2.3.2 5G 通信インフラの導入急増
図 28 2021 年第 4 四半期～2022 年第 4 四半期の 5G 世界接続数
5.2.3.3 軍事・航空宇宙産業へのeFPGAの普及拡大
図29 FPGA市場：ビジネスチャンスとその影響
5.2.4 課題
5.2.4.1 改善され標準化された検証技術の欠如
5.2.4.2 非常に複雑なプログラミング
図30 FPGA市場：課題とその影響
5.3 技術分析
5.3.1 補足技術
5.3.1.1 複合プログラマブル・ロジック・デバイス（CPLD）
表4 CPLDとFPGAの比較
5.3.2 隣接技術
5.3.2.1 特定用途向け集積回路（ASIC）
表5 ASICとFPGAの比較
5.4 バリューチェーン分析
図31 FPGA市場：バリューチェーン分析
5.5 エコシステム分析
図32 FPGA市場：エコシステム分析
表6 FPGAエコシステムにおける企業とその役割
5.6 顧客のビジネスに影響を与えるトレンド／混乱
図33：FPGA市場プレイヤーの収益シフトと新たな収益ポケット
5.7 ポーターの5つの力分析
表7 FPGA市場：ポーターの5つの力分析
図34 FPGA市場：ポーターの5つの力分析
5.7.1 競合ライバルの激しさ
5.7.2 サプライヤーの交渉力
5.7.3 買い手の交渉力
5.7.4 代替品の脅威
5.7.5 新規参入の脅威
5.8 価格分析
5.8.1 主要3社が提供するFPガスの平均販売価格（ASP）（業種別
5.8.1.1 主要3社が提供するローエンドFPGASの平均販売価格（ASP）（業種別
図 35 主要 3 社が提供するローエンド FPGAS の平均販売価格（ASP）（業種別
表8 主要3社によるローエンドFPガスの平均販売価格（ASP）（業種別）
5.8.1.2 主要3社によるミッドレンジFPGASの平均販売価格（業種別
図 36 主要 3 社が提供するミッドレンジ FPGAS の平均販売価格（ASP）（業種別
表9 主要3社によるミッドレンジFPガスの平均販売価格（ASP）（垂直方向別）
5.8.1.3 主要プレーヤー2社によるハイエンドFPGASの平均販売価格（業種別
図 37 主要プレーヤー2社が提供するハイエンドFPGASの平均販売価格（業種別
表10 主要プレーヤー2社によるハイエンドFPガスの平均販売価格（ASP）（垂直方向別）
5.8.2 構成別の平均販売価格（ASP）の傾向
表11 構成によってFPガスを差別化するために考慮される主なパラメータ
図38 低価格帯FPガスの平均販売価格（ASP）動向
図39 中価格帯FPガスの平均販売価格（ASP）の傾向
図40 ハイエンドFPガスの平均販売価格（ASP）の傾向
表12 構成別FPガスの平均販売価格（ASP）（2019～2028年
5.9 ケーススタディ分析
5.9.1 ザイリンクスのkintexシリーズFPGAを搭載したデジバードのコスト効率に優れた分散型オーディオビジュアル（AV）ソリューション
5.9.2 ザイリンクスの FPGA を搭載したニュータッチの第 4 世代大規模プロトタイピング・システム
5.9.3 bytesnapとglorious labsがソーシャル360°カメラ向けに独創的なFPGA設計ソリューションを開発
5.9.4 ベルリン工科大学がギデル社の fpga プラットフォームを使用してソフトウェア無線 (sdr) システムを開発
5.9.5 航空電子機器サプライヤーは、i.t. dev limited の fpga 設計プロセスを使用して、航空宇宙に準拠した fpga 設計を開発しました。
5.10 貿易分析
図 41 HSコード854239の国別輸入データ（2018～2022年）（百万米ドル
図42 HSコード854239の輸出データ（国別、2018-2022年）（百万米ドル
5.11 特許分析
図43 特許取得件数、2013-2022年
図 44 過去 10 年間で特許出願件数の多い上位 10 社
表13 過去10年間の特許所有者上位
5.11.1 主要特許のリスト
表14 FPGA市場：イノベーションと特許登録
5.12 主要会議とイベント（2023～2024年
表15 FPGA市場：会議・イベント一覧
5.13 関税分析
表16 米国が輸出したHSコード8542.39のMFN関税
表17 中国が輸出するHSコード8542.39のMFN関税
5.14 規格と規制の状況
5.14.1 規制機関、政府機関、その他の団体
表18 北米：規制機関、政府機関、その他の組織のリスト
表 19 欧州：規制機関、政府機関、その他の組織のリスト
表20 アジア太平洋地域：規制機関、政府機関、その他の組織のリスト
表21 ロウ：規制機関、政府機関、その他の組織のリスト
5.14.2 規格
5.14.2.1 DO-254
5.14.2.2 ANSI/VITA規格
5.14.2.3 水分感度レベル（MSL）
5.14.2.4 ISO 9001:2015
5.14.2.5 ISO 14001:2015
5.14.2.6 国際自動車タスクフォース（IATF）16949
5.14.3 政府規制
5.14.3.1 米国
5.14.3.2 欧州
5.14.3.3 中国
5.14.3.4 日本
5.15 主要ステークホルダーと購買基準
5.15.1 購入プロセスにおける主要ステークホルダー
図45 上位3業種の購買プロセスにおける関係者の影響力
表22 上位3バーティカルズの購買プロセスにおけるステークホルダーの影響度(%)
5.15.2 購入基準
図 46 上位 3 業種における主な購買基準
表 23 上位 3 業種における主な購買基準

6 FPGA 市場: 構成別 (Page No. – 113)
6.1 はじめに
表 24 構成によって FPGA を差別化するために考慮されるパラメータ
図 47 2028 年にはローエンド FPGA セグメントが最大市場シェアを維持
表 25 FPGA 市場：構成別、2019～2022 年（百万米ドル）
表26 FPGA市場：構成別、2023～2028年（百万米ドル）
表27 FPGA市場：構成別、2019-2022年（単位：千台）
表28 FPGA市場：構成別、2023～2028年（千台）
6.2 ローエンドFPGA
6.2.1 低コストと電力効率が家電、通信システム、コンピュータ周辺機器メーカーの需要を牽引
6.3 ミッドレンジFPGA
6.3.1 高帯域幅アプリケーションでの利用の増加が市場を牽引
6.4 ハイエンドFPGA
6.4.1 優れた性能、スピードと機能の向上、広帯域幅が需要を後押し

7 FPGA 市場: ノードサイズ別 (ページ – 119)
7.1 はじめに
図 48：予測期間中に最も高い CAGR を記録するのは 16nm 以下のセグメント
表 29 FPGA 市場：ノードサイズ別、2019 年～2022 年（百万米ドル）
表30 FPGA市場：ノードサイズ別、2023～2028年（百万米ドル）
7.2 ≤16 NM
7.2.1 小型化されたフットプリントと高速処理が需要を後押し
7.3 20～90 NM
7.3.1 高温耐性と耐久性が需要を後押し
7.4 90 NM超
7.4.1 自動車産業への展開の増加が市場を牽引

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レポートコード： SE 3058