芯东西（公众号：aichip001）
文 | 心缘
在数据和应用爆炸的时代，传统CPU不够用了，异构计算开始走向主流。
面对愈发多样化的计算需求，GPU、FPGA、ASIC，这些为CPU分担繁杂计算任务的协处理器正飞速发展，不仅巨头林立，也涌现出许多新的创业玩家。
杭州创企菲数科技便是其中之一。这家专注于FPGA异构计算加速方案的创业公司，在过去三年间营收连年翻倍，去年全年营收规模超过千万元，达到基本的盈亏平衡状态，今年前5个月的销售额已超过去年全年。
菲数科技联合创始人兼CEO王文华是一位曾在国际通信公司UT斯达康担任研发岗位十多年的资深FPGA技术专家，UT斯达康曾因推出风靡大江南北的小灵通而名噪一时。早在五年前，王文华已经预判FPGA异构计算的发展潜能，并毅然选择创业。
近日，芯东西与王文华进行了一场深入对话，这位FPGA研发老兵不仅分享了关于FPGA发展的独到见解，也回顾了创业路上的风雨，以及他们如何承压前行，如何守得云开见月明。
▲菲数科技CEO王文华
研究机构MRFR的数据显示，2019年全球FPGA市场规模约为69亿美元，预计2025年，这一数字将攀升至125亿美元。
现场可编程门阵列（FPGA）的一大特点是可编程，相比专用计算芯片（ASIC），它更加灵活，上市时间更短，在小批量落地时成本更低，尤其适用于尚不成熟、快速变化的应用。
凭借高度并行、高吞吐量、可编程、低功耗等特点，FPGA正日益成为数据中心及边缘计算场景中降本增效的重要器件之一。
但如果回到五年前，也就是王文华决心专注于做FPGA异构计算加速的时候，这一加速方案在数据中心的成功典例还相对稀少。
当时已是王文华在UT斯达康工作的第十二年，时任FPGA研发总监的王文华考虑离职创业。
点燃创业想法的有两把火。
第一把火是微软的成功尝试。2014年，微软发表第一篇用FPGA在数据中心做加速Bing搜索引擎的论文，并很快将这一加速方案推广至其整个数据中心。
微软用FPGA所实现的加速效果非常好，单机大约有十几倍的提升，做整体的系统改造后，性能提升一倍，而系统费用下降为原来的一半。在研究微软的论文及案例后，王文华判断，FPGA异构计算方案在数据中心拥有广阔的发展空间。
第二把火是英特尔的重资收购。2015年6月，英特尔宣布拟以约167亿美元收购全球排名第二的FPGA公司Altera，此举将更多人的目光吸引到这一诞生三十多年尚且不温不火的领域。
据说仅在2016年那一年，硅谷新成立的初创公司中，有50%均涉及FPGA。除了微软外，苹果、谷歌、亚马逊等科技巨头均纷纷投入FPGA领域，国内阿里、腾讯都开始大力招揽FPGA开发人才。
微软的尝试和英特尔的加注，令王文华心中萌发做FPGA异构计算的热情，但这一方向与UT斯达康的定位不符。于是在2015年6月，王文华与其在UT斯达康的上司、时任UT研发总裁的徐卫根，联手在杭州成立了菲数科技，名取自”飞速”的谐音，旨在专注在基于FPGA的异构加速方案。
▲从左至右依次是：菲数科技CTO肖昊、CEO王文华、董事长徐卫根
有缘的是，王文华、徐卫根、以及在2019年加入菲数科技任CTO的合肥工业大学教授兼博士生导师肖昊，都是浙大校友。
王文华本科毕业于武汉大学，硕士毕业于浙江大学电力电子专业。徐卫根本科毕业于电子科技大学物理电子技术，后获得浙江大学MBA硕士学位，曾在UT斯康达任职16年。
肖昊是浙大电子信息工程本科学士、复旦大学微电子学与固体电子学硕士、日本东京工业大学计算机工程博士及博士后，当前主要的研究方向有异构计算、AI芯片、信息安全芯片等。
王文华及其团队将菲数科技主要定位于人工智能（AI）、网络加速、加解密三个应用领域，既为阿里云、金山云、浪潮等知名企业提供配套的解决方案，也与众多的AI公司、研究所合作开发了软硬件一体化的边缘计算项目。
从最初六七人发展至今，这家公司的团队规模已达到30余人，管理及研发团队来自UT斯达康、华为、大华、三星、诺基亚等公司，核心成员具有5-10年以上的FPGA开发经验。
当前，菲数科技是国内主流的FPGA异构加速领域供应商之一，是全球两大FPGA巨头赛灵思和英特尔原厂支持的开发合作伙伴，可提供从全系列FPGA硬件平台、开发设计环境到FPGA设计及相关驱动的整套应用计算加速一体化方案，来提高客户开发效率。
对于一家芯片创业公司来说，落地不是件容易推进的事。
创业初期，来自各方面的压力如乱箭般从四面八方射向王文华，客户、股东、投资人的话，好听的、不好听的，王文华都听了个遍。
但最难熬的，要数2018年经历的低谷。
原本借势微软、英特尔等一众巨头催火的FPGA热度，菲数科技在2017年7月顺利拿到由中科创星领投的第一笔数千万元天使轮融资。
然而到2018年，FPGA热度开始降温，因为FPGA开发门槛较高，打磨一个好产品至少需要一到两年，有些耗不起或没做出成绩的公司选择改换方向。
菲数科技也陷入了融资和推广的双重窘境。
在王文华的印象里，当时菲数科技在推数据中心的AI加速方案，整个算力开发和测试都完成了，最后的性能表现也全部达到客户所提的要求，相较当时主流GPU亦是略有提升。但即使这样，菲数科技还是没能拿到订单。
因为在云端加速场景中，芯片创业要想与GPU巨头英伟达抗衡，实在太难了。
▲CPU/GPU/FPGA/ASIC之间的区别
GPU和FPGA的体系架构不同，GPU更适合做大批量同构数据的处理，而FPGA更适合做需要低延时的流式处理，此前英伟达GPU是AI领域的主流加速引擎，使用更方便，生态也更完善，随便找个做软件的硕士，几乎都会用CUDA。
而由于FPGA开发设计门槛较高、适配软硬件工具链还不完善等因素，许多企业都缺乏专业的FPGA人才。
这一年，菲数科技的团队在好几家公司推这个方案，都没有落地，自筹了一笔资金，才度过难关。
好在曙光离得不算太远。
在坚持FPGA+云方向的同时，另一条嵌入式AI的方向成为支撑这家初创公司向前行进的重要支柱。
2019年，菲数科技蓄力打磨的嵌入式人工智能加速IP使其开始受益，获得逾千万元的全年营收，达到了基本的盈亏平衡状态，预计2020年继续达成年营收翻倍的目标。
在嵌入式AI方向，菲数提供从视频输入到推理结果处理、无需CPU参与的全套RTL级嵌入式解决方案，支持多种深度学习算法加速，算力逼近理论算力，王文华介绍说，这类产品已经成熟稳定。
在数据中心场景的一个智慧城市项目中，菲数提供的FPGA异构计算硬件平台，帮助A公司承建的交警平台实现CNN特定神经网络拓扑的计算加速。当环境温度超过40度，FPGA工作频率在600MHz时，依然可以稳定可靠工作。
▲菲数科技FPGA加速板卡
迄今为止，菲数科技的硬件加速板卡已经获得了阿里、浪潮、金山云等多个大客户的认可并批量应用，其FPGA加速解决方案已覆盖网络加速、网络安全、人工智能等多个领域。
尤其在人工智能领域、CNN神经网络计算，其基于FPGA的加速方案，核心模块工作频率已经接近了理论工作频率，资源利用率也达到了80%。
“我明显感觉到，我们的路在越走越宽，因为我们每做一个客户，这个客户就会成为我们的回头客。”王文华说。
新一轮融资也顺利推进。2020年上半年，合肥市创新投资产业基金和高新产业基金联手投资菲数科技，菲数科技于3月份将母公司迁至合肥市高新区。
获得新增融资后，除了继续维持对AI加速的投入度外，王文华说，接下来，菲数科技会还将在加解密领域做更多投入，并计划在合肥开展包括芯片在内的更多研发项目。
数据中心芯片市场的快速扩容，验证了王文华当年的预判。
根据市场分析机构Semico Research的预测，从2018年到2023年的5年间，数据中心加速器市场预计将从28.4亿美元增长211.9亿美元，其中FPGA预计将是年均增长率最高的细分市场。该机构另一预测数据显示，AI领域中FPGA的市场规模有望在2023年达到52亿美元。
2020年受资本寒冬和新冠肺炎疫情影响，许多行业的发展速度略有放缓，但新机会的萌芽也在破土而出。比如基于FPGA的智能网卡正得到更多的认可，有一批新的创业公司专注在做智能网卡的方向。
尽管在落地数据中心时曾经历挫折，王文华仍然很看好未来FPGA在这一领域的独特价值。
他认为，FPGA的可编程性，恰恰能适应正在快速迭代的算法、快速变化的应用，而随着更多国内厂家认识到FPGA的优势后，未来FPGA在数据中心的应用将有更广阔的空间。
但他也提到，相对于CPU、GPU这些知名度更高的芯片领域来说，国内FPGA人才储备比较欠缺。
“国内的团队确实是比较弱一些，而且集中在老通信公司那里，如华为、中兴、UT等。人少就造成整个生态等各方面都会受限制，所以这方面我觉得国家还是应该花一些力气，给企业一些倾向性的政策。”王文华说。
在他看来，如果仅是听听课，或者做个短期培训，意义不是很大，要成为合格的FPGA工程师，离不开实际的项目实践。
“像我们公司，培养一个合格的工程师，差不多一到三年。”王文华说，FPGA工程师培养远比软件工程师慢，因为FPGA设计非常复杂，需考虑因素也更多，”使用频率、资源、功耗等都要考虑。”
在我国，FPGA的应用范畴非常广泛，从深扎传统的通信、工业、军事、航空、汽车等场景，到与云计算、人工智能、大数据、自动驾驶等新兴技术的应用需求适配，FPGA的市场空间正明显扩容。
一方面，国内FPGA设计公司们逐渐获得更多的落地机会，一些头部国产FPGA厂商的商用进程也在提速；但在市场欣欣向荣的另一面，却是国产FPGA在高端市场缺乏竞争力、在国内约100亿人民币的FPGA民用市场中占比仅约4%的残酷现状。
无论从市场前景还是自主可控的角度来看，发展自主创新的FPGA都势在必行，除了突破技术瓶颈外，扩建生态、培育人才也是重头戏。尽管当前国内外FPGA差距较大，王文华仍对国产FPGA的崛起抱有期待，他们也在推一些基于国产FPGA的产品或解决方案。
要想在未来市场竞争中站稳脚跟，在王文华看来，务实的态度、创新的技术和应用方向、适当的宣传都会带来一些机会，如果抓住这些机会，路将越走越宽，而公司能否长期生存下去，最终还要看做事的能力。
站在FPGA加速发展的新阶段，我们期待涉足FPGA领域的各类国产玩家，都能跻身发展的快车道，在市场中赢得更多的话语权。
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