전세계적으로 데이터 사용량이 폭증하고 있다. AI 산업의 흥행과 다양한 첨단 산업의 부흥은 FPGA 반도체의 성장을 예고하고 있다. AI와 IoT 확산이 주도하는 FPGA 시장은 보안 취약성과 프로그래밍의 복잡성을 극복하며 확대를 도모하고 있다.

시장조사기관 마켓앤드마켓에 따르면 전세계 FPGA 시장은 올해 97억달러(한화 약 12조 7천억원)에서 5년 뒤인 2028년까지 191억달러(약 25조원)로 성장하며 2배 가까운 시장 확대를 전망했다.

연평균 14.6%의 높은 시장 성장을 견인하는 것은 인공지능(AI)과 사물인터넷(IoT) 분야인 것으로 나타났다. 재프로그래밍이 가능한 FPGA는 ASIC 대비 다품종 소량 생산에 유리하며, 빠른 기술 및 시장 변화 추세에 대응함에 있어 ASIC보다 초기 제품 개발과 양산을 빠르게 진행할 수 있다는 장점이 있다.

마켓앤드마켓은 2028년까지의 예측 기간 동안 FPGA 시장의 성장 포인트 5가지를 짚었다. △가장 높은 연평균성장률을 유지하는 시장은 하이엔드 FPGA 세그먼트 △가장 높은 시장 점유율을 유지하는 노드 크기는 20~90nm 세그먼트 △가장 높은 시장 점유율 기술은 SRAM 세그먼트 △FPGA 시장에서 연평균성장률의 가장 큰 부분을 차지하는 애플리케이션은 데이터센터 및 컴퓨팅 부문 △가장 높은 성장이 예상되는 지역은 아시아 태평양 지역이 언급됐다.

FPGA 시장 성장의 요인에는 AI와 IoT 제품 및 서비스의 확산이 주요했으며, 특정 서비스를 오프로드하고 가속화하기 위해 FPGA는 점차 데이터센터에 통합되고 있다고 밝혔다. 보고서는 전세계적으로 증가하는 데이터센터 및 고성능 컴퓨팅 시설이 FPGA 성장을 주도할 것으로 예상했다.

다만 FPGA이 지닌 재프로그래밍 특성으로 인해 보안 공격에 일부 취약성을 보일 수 있다고 경고했다. 일부 FPGA는 하드웨어에 숨겨진 버그가 있어 해커가 중요한 데이터를 훔치고 칩셋에 대한 액세스 및 제어가 가능해 주의가 필요하다고 당부했다.

FPGA는 과거 스랭그리캣(Thrangrycat)과 스타블리드(Starbleed)와 같은 하드웨어 측면 보안 공격을 받았는데 이는 논리적 결함에 의한 취약점이었다. 스랭그리캣 취약점은 트러스트 앵커 모듈의 논리적 결함을 이용한 권한 상승을 유발했고, 스타블리드는 설계 결함에 기인한 보안 문제로 접근에 성공하면 하드웨어 백도어를 심거나 기능을 바꾸는 등의 물리적 피해를 야기할 수 있다고 알려졌다.

현재 FPGA는 △AMD △인텔 △마이크로칩 △래티스 등이 있으며, 인텔이 인수한 알테라와 AMD가 인수한 자일링스가 시장의 90%를 점유하고 있다. 

AMD는 최근 스파르탄6 FPGA의 지원을 최소 2030년까지 연장한다고 발표하며 제품 수명 수기 및 공급망 전반을 관심 있게 지켜보며 조정하고 있으며, 인텔은 R-타일 내장 애질렉스7을 출시하며 PCIe 5.0 및 CXL 기술을 탑재한 최신 FPGA 제품을 선보였다.

마이크로칩은 최근 FPGA 기반 위성 시스템 개발키트 출시 및 항공우주용 방사선 내성 FPGA 출시 등 우주항공 분야 타켓 FPGA 출시가 잇따르고 있다. eFPGA가 우주항공 및 위성, 국방 애플리케이션에서 더 많이 탑재되고 있는 가운데 △커스터마이징 △실시간 처리 △하드웨어 가속 △보안 통신 △내결함성 △레거시 시스템과의 통합 등 다양한 이점으로 인해 우주 산업에서 FPGA 채택은 증가하고 있다.

래티스는 FPGA에서 과반을 점유한 인텔, AMD 등과의 과도한 경쟁을 피하기 위해 저전력 로우 엔드 및 미들 레이지급 FPGA 시장을 공략하며 자체 경쟁력을 확보하고 있다.