航天市场正从以前由政策与国防驱动的周期性行业，转为具备规模效应与网络效应的数字经济产业。

随着SpaceX等行业标杆获得成功，越来越来的商业航天初创公司涌现，其太空任务也变得更加雄心勃勃，航天产业正处于“一个巨大的拐点”。

万亿量级的市场规模，相当于再造一个半导体产业。

航天和防务领域一直以刻板保守著称，以前鲜有创业公司和私人资本进入，而现在，政府看到了商业公司用新技术重塑传统行业的可能性。

本月2日，随着萤火虫公司(Firefly)的蓝色幽灵着陆器按期在月球表面成功着陆，成为历史上第一家登录月球的商业航天公司。

"月球上迈出的一小步，代表了商业探索的一大步"。

六十年前倾全美国之力打造的阿波罗登月计划，只是为了秀肌肉，不蒸馒头争口气；当一台有着16536个晶体管的先进计算机已经被带上太空时，地面上的处理器仅有2300个晶体管。

NASA将萤火虫公司的此次探月任务，定位为国家的非标杆项目，并不要求必须一次成功。更看重的是低成本创新才可能拥有的试错能力，即“从某种意义上说，如果成功了，就会创造一种全新的能力。

In a sense, if it works, it creates a fundamentally new capability

在其搭载的10个有效载荷中，也包括直接用工业级普通FPGA构造的太空抗辐射计算机RadPC，据称售价仅为数千美元。

FPGA再次担当急先锋，使用AMD公司28nm 7A 200T ，对内嵌RSIC-V软核进行加固设计，提供长航时的深空探测任务。每瓦能耗能够获得的运行指令数（工作能效），已经接近价格极昂贵的RAD750。

单颗芯片价格20万美元 ，换算为人民币，超过140万元。

软件是硬件价值的倍增器和放大器。

国内板卡商对7A 200T FPGA市场报价，开发板低至2599元；如果是核心板，更是只需1599元。

从互联网时代的亚马逊，到目前商业航天最成功的SpaceX，承包登月运输合同的萤火虫，乃至软件定义弹性计算的Resilent Computing公司，都证明了这样一个商业逻辑：

在足够陡峭的成本曲线上，任何技术奇迹，技术溢价，最终都会变成可复制的工业品。

本着"你的高利润，就是我的市场机会"，FPGA市场营收排名第三，芯片出货量最大的莱迪思半导体，2022年宣布进军航天市场，在AMD和微芯科技两强中开创新市场。

Your Margin is My Opportunity

目标是分布式卫星的计算应用，满足低轨卫星星座日益增加的“降成本”需求，提供下一代在轨可重构处理系统。

据咨询公司BryceTech的统计数据，在2022年的3840亿太空经济中，直接与卫星产业相关的是2813亿，占比超过73%。

闻理似悟，遇境则迷。

其切入新市场的方式，与建立在FPGA算力和技术进展基础上，提供EDA硬件辅助服务的公司，较为类似。

书同文、行同伦、车同轨。

优先选择的是与航天器件可靠性服务商FrontGrade公司合作，后者参加了阿波罗登月计划以来的几乎全部重大航天工程。

莱迪思也成为继Xilinx、Microsemi之后，该公司收获的第三大FPGA厂商。

世易时移，前两强切入市场时的航天1.0时代，服务的客户多是秉承“实验室可能掩盖问题，但太空不会给你任何侥幸的机会”的稳健派。

具体到当时的卫星行业，具有高轨道、高价值、高发射成本、部署数量少的“三高一少”特点。各航天机构用户都追求的是可靠性优先，必须保障一次成功，本质上是综合成本螺旋上升的时代产物。

从芯片厂商角度，航天器使用的器件，都应该是能够“抗辐”的贵族；但对于用户来说，则是“重装”特种兵，最直接的成本杀手。

现在商业航天时代的产品创新，则更多是低成本，批量化，快速生产（低批快），部署数量多的“三低一多”，甚至没有“Screening”器件筛选流程。

单颗小卫星的制造成本，如果长光卫星IPO申报中的公开数据具有代表性，国内20KG级小卫星的生产成本是预计不超过400万元；200KG级别的则是5000万元。

每公斤的平均制造成本为200000元以上。

Starlink的星链，则是每公斤约2000美元。

莱迪思公司并非个例。

如果以科幻小说人类面对“更先进”文明的不同态度，进行派别划分，有些类似《三体》书中的降临派。一块宇航级芯片售价可能高达50万元，即便竞争情况下有价格“优化”空间，国产的宇航级FPGA也可能在30万元/颗。

如果只是以NASA公布的商业航天供应商小生态作为统计样本，这些名列榜单的服务商产品，目前还没有出现使用莱迪思FPGA的身影。

商业航天进入到大规模部署应用场景，FPGA也会被ASIC替代？

即便抛开太空特殊场景的技术层面因素，小卫星组网的诸多“星座”计划所需芯片数量，会越来越多，但数量又没有多到足以上马ASIC芯片，并且还是宇航级ASIC，更为昂贵。

FPGA作为价格亲民的ASIC，还拥有足够多的时间和空间。

比如主业为“在低轨上运营最大的商业通信阵列的卫星设计及制造商”的AST SpaceMobile（ASTS），传闻将FPGA替换为ASIC，去年的营收是441.8万美元，净利润是-5.263亿。

ASIC流片是出了名的费钱，在太空使用，技术上可能还需要再升两个等级。

至于用英伟达GPU也在太空建立更庞大的超级数据中心？

雪友@满仓干到一亿 在《有意思的太空算力中心》一文提到的Lumen Orbit公司(即Starcloud)，作为2024年 YC 夏季项目中最受关注的创业公司之一，目前还是1100 万美元的种子轮融资，更多是充满预期的早早期阶段。

科技纵览(IEEE Spectrum)去年的封面文章，在展望航天电子未来发展趋势时，直言“过去我们认为理所当然的一切，比如做事的方法，可接受的理念，以及最佳实践等，现在都受到了质疑。”

可能对FPGA行业也同样适用。

但就像EDA硬件辅助验证行业鼻祖，用只有6000个逻辑门的XC3090 FPGA，“制造”第一台现代硬件仿真加速器Emulation，即命名为Rapid Prototype Machine时所说的那样，“对于那些与众不同的创新者来说，既有的行业惯性，将很难拥有你的位置。”

说AI道AI，FPGA厂商也不例外。

2024年，航天市场排名第一的微芯科技收购AI初创公司，其投资逻辑，与2018年时的赛灵思收购AI四小龙之称的深鉴科技，行动路径几乎是粘贴拷贝。

与网友评论获得行业顶级会议FPGA'2025最佳论文所说的“这么多年过去了，FPGA在AI方向还是凭借剪枝、稀疏和量化来获得对GPU的领先就挺难绷的”。

虽然是针对AMD容量更大FPGA的评价，可以一个字不用改，无缝适用所有FPGA厂商中小规模器件。

大国博弈AI，算力是最大的蛋糕。“英特尔收购Altera，AMD收购赛灵思，也都是这么想的。”

航天领域排名第二的赛灵思，纵观三十余年来在航天市场的产品路线图，主要通过两种途径切入航天市场：

一是用内嵌CPU的SoC芯片，获得对宇航级CPU的性价比优势。

航天产品线的系列FPGA型号包括：

90nm Virtex 4 SX55/FX60等；

65nm Virtex 5 FX130；

20nm UltraScale KU060;

16nm UltraScale+ MPSoC/RFSoC；

航天用户通过系统架构设计等创新设计，也可搭上摩尔定律的顺风车，性能更高，成本更低。

比如NASA GSFC的第一代高性能计算平台SpaceCube，目前只在近地轨道工作，作为NASA的独家走秀模特，别无分号，更多是行业的标杆示范效应。

其使用的是纯商用90nm的FPGA，性能已经是RAD750 的20倍，而成本只是宇航级CPU的不到10%。

刚刚成功登陆月球的Resilent Computing公司RadPC，则是更进一步，直接使用工业级的28nm 7A 200T FPGA，生产制造太空嵌入式计算机。

用户无需考虑抗辐射问题，系统结构上的创新，对无可避免的单粒子效应也是“自动修复”，用户能够像在地面上嵌入式计算机一样的使用，更具市场应用价值。

NASA空间高性能计算机SpaceCube

Source: Spacecube Overview and Use of COTS Parts in Space, NASA GSFC, 2020

包括航天2.0以后新推出内置AI加速单元的Versal系列，则是作为算力加速器。

以前的高轨道卫星，囿于制造和发射的高成本，路途遥远，交通不便，跑一趟非常不容易。所以以追求高成功率和高可靠性为优先目标，使用寿命长达15年，宇航专用抗辐射芯片自然会是用户的首选。

而以Starlink为代表的新一代低轨商业卫星，预期寿命只有5年，更类似“消费电子产品”，并且能够保证持续的功能更新、服务升级。

如Starlink 1.0版本，使用16nm ZU19EG作为星载任务处理平台；现在部署使用的已经是7nm VC1902。

除了通信速率提升，还增加了星间通信、空间变轨、手机直连等功能。

从传统航天的高成本负向循环，转向商业航天的低成本正向循环。这使得芯片厂商最新的器件，也能快速应用到航天市场。

从7nm的Versal系列开始，包括7nm VC1902、VE2302等型号，具备机器学习能力。内置大容量处理器系统，配置刷新单元等，与低轨道大量通信卫星5-7年的任务周期需求，更为匹配。

赛灵思的“整体迭代”相当慢，从2007年HotChips 大会上所说的“FPGA是上帝的礼物”，到被收购后官网上“支持”六代领先的硬件辅助验证，用时16年。

如果以Quickturn公司推出的第一款现代硬件仿真加速器作为起点，1988年到2022年，时间更是长达34年。

至于软件工具层面，Altera CEO表示“人工智能为FPGA市场的增长，提供了顺风机会”。

并直言赛灵思的AI应用设计工具(Vitis)“太复杂，不简洁”；相对来说，Altera的专用EDA软件，对用户使用的友好程度，据称可能已经业内是“最好”的了。

最近有雪友询问哪家FPGA比较“强”，因为硬件和专用EDA软件是紧耦合关系，如果将两者分开“细比”的话，对于用户开发设计的“总成本”无意义。

以主业涉及航天军工的复旦微电，在本月初启动的第七届“大学生电子设计大赛”为例，共有八道赛题，除了模拟电路设计和MCU应用设计两题外，其它6道题均与FPGA有关，包括：

服务多维堆叠芯片架构的"图划分(Partitioning)"——EDA硬件辅助验证行业的Partitioning，是将超大规模设计，划分到多块FPGA芯片上；复旦微的，则是将设计划分到一块芯片的不同“die”;

量子加密算法的FPGA硬件实现、在SoC芯片上构建RISC-V异构多核系统、增强的图像处理——则是算法加速；

在SoC芯片上的AI引擎设计实现和专用EDA软件下的AI算法部署这两道题，面向的是AI加速应用。

东土科技参股投资的国产FPGA厂商，源于中国科学院空天信息创新研究院的中科亿海微，今年2月份“官宣”其EDA软已接入DeepSeek，称其“为EDA行业注入变革性力量，开启FPGA应用开发新篇章”~

DeepSeek作为ChatGPT的升级和国内用户平替版，语言大模型在软件开发中，被工程师形容为“就像开盲盒”。

半导体行业具有通用芯片和专用芯片的钟摆效应，使得半定制化的FPGA，正迎来市场和技术形成共振的黄金发展时期，也是国内率先取得重大突破的细分赛道。

从1989年莱迪思IPO上市时起算，FPGA上市公司，已历经千禧年的互联网的造富狂欢，这两年的AI狂热。

上周是纳斯达克指数达到顶峰 25 周年，五年内飙升超过500%，《从互联网泡沫破裂，看今天 AI 热潮的未来》一文中，有观点认为那场互联网泡沫是一种所谓的「良性泡沫」，推动了革命性技术的迅速普及。

今天的美股巨头中，有六家科技公司都是互联网泡沫时期诞生或壮大的。

亚马逊股价处于低谷时，贝佐斯在致股东的年度公开信中，曾引用股神的导师本杰明·格雷厄姆名言：短期看，股市是投票器；时间够长，才是称重机。

至于股神巴菲特本人，曾在“赚钱不是靠头脑，而是性情”的公开演讲中，以道琼斯指数在长达17年时间，涨幅只有1个点为例：克服从众心理，你会变得非常富有。

对于好公司来说，股票的暂时下跌，也只是为了“倒车接人”。

曾经每股23元的茅台，市值45亿美元的英伟达，莫不如此。

NASA选定的承担登月运输任务的三家公司中，Intuitive Machines公司已经登陆资本市场，名头最响。作为新型商业航天公司，月球基建开拓者的代表，去年涨幅最大超过641.29%。

本月第二次任务失败后，股价深度回调，几乎抹平了去年的全部涨幅，但据说还有一次试错机会。

从NASA的按需购买服务，到承包运输合同的服务商Firefly公司，以及软件定义卫星的Loft Orbital公司，软件定义有效载荷的Colossus Compute，软件定义弹性计算的Resilent Computing公司。

真正的创新价值肯定不是技术本身，而是技术从奢侈品变成必需品的那一刻。

FPGA被发明四十年来，无论是"仿真加速"而生，还是"算力加速"而兴，会因尚未完全兑现的"AI加速"而盛吗？

FPGA在航天领域应用，目前都还是奢侈品。

作为空间电子设备的关键使能技术，地面数据中心的关键DNA，对于SRAM FPGA来说，在AI时代，历史不会简单重复，只会是行业进化的下一个阶段。

全文完，感谢您的耐心阅读。

#FPGA# #商业航天# #AI#

::参考资料::

[1] SpaceX的小卫星星座给中国商业航天的启示，险峰资本，2021

[2] Space: The $1.8 trillion opportunity for global economic growth, Mckinsey, 2024

[3] China 2024: Metrics of a Rising Power, Bryce Tech，2024

[4] FPGA Verification Accelerator，NASA JPL, 2008

[5] XRTC User of Fault Injection to Simulate Upsets in Reconfigurable FPGAs, Xilinx, 2008

[6] Soft Error Derating, or Architectural Vulnerability, Xilinx, 2011

[7] FPGA Network: Safety, Certification & Security, Xilinx, 2016

[8] Luna investor presentation，Luna Innovations， 2013

[9] FPGA and Functional Safety Challenges，Xilinx，2011

[10] AMD to Acquire Xilinx, AMD，2020

[11] Using Fault Injection for Characterization of SEU Mitigated FPGA Designs, Raytheon, 2020

[12] The Space Economy's Next Giant Leap, Morgan Stanley, 2017

[13] 成本相差5384倍，看SpaceX如何用工业级器件搞翻航天圈！国家空间科学中心，2020

[14] SpaceX！在座的各位，都是垃圾, 创业邦，2024

[15] 无尽空间，星轨战场，知远战略与防务研究所，2025

[16] 星链Starlink: 引领卫星互联网革命，国信证券，2024