可重构编程灵活高效，具备超大规模并行计算能力。
FPGA 基本结构包括可配置逻辑模块（CLB），输入输出模块（IOB），内部连线等， 内部连线将大量的最小逻辑单元 CLB 连接起来，形成更大的逻辑功能单元，并最终与 IOB 连接完成信号的输入输出。
作为 FPGA 的最小逻辑单元，CLB 由多个相同的 slice 和附加逻辑构成，每个 slice 内部都包含有查找表（LUT）和寄存器（REG），查找表本质是一个真值表（sram），将 真值表的输出连接到寄存器或者作为输入连接到其他的 slice 中，形成更大的逻辑。下图 以二输入查找表为例完成 D=(A 与 B)或 C 的逻辑功能。
与 CPU 和 GPU 每个时钟周期执行单个指令不同，FPGA 的每个逻辑门在每个时钟 周期都同时进行着某种逻辑运算，对不同数据执行指令流，因此 FPGA 本质上是一个超 大规模的并行计算设备，FPGA 体系也被称为空间体系架构。在实际开发中，流水线计 算与交替计算混合使用的“混合型并行计算”是最常用的并行计算方式。
FPGA 应用广泛，涉猎范围遍及人工智能、5G、数据中心、消费电子、通信、汽车、 军工航天、高端医疗设备、工业制造等多种领域，通讯领域占比 41.3%，这得益于我国 近年来 5G 基站的大规模建设，而控制、测量等行业的芯片需求使得工业领域的市场份 额也超过 30%。根据 Frost&Sullivan 预测的 FPGA 下游市场份额，预计未来 5 年全球通 信、数据中心、人工智能领域的市场份额将保持两位数高速增长。
近年来 FPGA 市场需求持续扩大，预计 2023 年全球有近百亿美元的广阔市场，国 内市场也接近两百五十亿人民币。据 Frost&Sullivan 预测，预计 2025 年全球 FPGA 市 场规模将超过 125 亿美元，国内市场规模将从 2022 年的 208.8 亿人民币提升至 2025 年 的 332.2 亿人民币，三年 CAGR 约 17%。
目前，国内 FPGA 主要供应商仍集中在欧美地区，赛灵思 Xilinx（2022 年被 AMD 收购）和 Altera（2015 年被 Intel 收购）2021 年中国 FPGA 市场占有率分别高达 45%和 26%，另有 11%被 Lattice 和 MicroChip 占据，前四家美国公司占据中国 82%的 FPGA 市 场，具有绝对寡头地位。国内同行竞争企业主要包括紫光同创、安路科技、复旦微电等 公司。
国内 FPGA 产业发展较晚，2000 年以后才正式起步，迟于国外十几年，因而工艺水 准、核心技术等方面与国际先进水平还有较大差距。2011 年，Xilinx 和 Altera 先后发布 28nm 工艺制程 FPGA，Lattice 和 Actel 也于 2019 年推出 28nmFPGA 产品，7 年后复旦 微电于国内率先推出 28nm 亿门级 FPGA 产品。目前全球 28nm 工艺制成 FPGA 市场份 额仍主要由四家美国公司占据。但是，随着中国科技必须崛起和核心技术必须自主的战 略需求，国产 FPGA 必将在未来若干年迎来黄金发展时期。
嵌入式框架成为主流，国产芯片差距逐步缩小。当前，FPGA 正从传统架构逐步过 渡到嵌入式可编程系统架构。成都华微瞄准智能异构可编程芯片系统，投资 2200 万元 开展智能 SoC 研发设计，将多个 FPGA 以 IP 形式嵌入 SoC 中，突破嵌入式现场可编程 门阵列（eFPGA）物理实现、自适应深度学习加速器（NPU）架构设计等核心技术，为 用户提供智能计算平台，实现算法、算力、功能、功耗的弹性调整。
公司还瞄准应用处理，研究 32 位高性能 MCU 实现架构，研制高能效嵌入式片上 系统设计，为用户提供最优物联网终端应用处理方案，基于 HWD32 MCU 的微型嵌入 式实时操作系统 V1.0 已取得软件著作权。
2021 年 FPGA 市场国产率约为 17%。国内 FPGA 市场中赛灵思和英特尔分别占据 45%和 26%的市场份额。国外主要厂商在发展时间、核心专利、市场份额、人才技术等 方面均处于领先地位。 但是国内 FPGA 市场规模大，产业政策好。“十三五”期间，我国集成电路年均增 速接近 20%，为全球同期增速的 4 倍，国家政策也在财政税收、资金支持、配套建设等 诸多方面给予支持。因此，国内厂商可以从应用端需求出发，开发差异化产品，加大创 新架构和细分市场投入，逐步打破国外同行核心技术垄断地位，提升竞争力。
