原材料高騰と円安によるコスト増に対抗！
次世代FPGAへの置き換えによるコスト削減戦略

新型コロナウイルスパンデミックが終息した現在、世界経済は回復基調にあるものの、製造業においては新たなコスト圧力が課題となっています。

特に、原材料の価格高騰と円安の影響が重なり、多くの企業が製造コストの増加に直面しています。これらの外部要因に対応するため、設計・開発やデバイス調達部門は、コスト削減の新たな方法を模索する必要があります。

本特集記事では、コスト削減のために「古い世代のFPGAを次世代のFPGAへ置き換える」という効果的なアプローチについてご紹介します。

原材料高騰と円安によるコスト増加の影響

原材料価格の上昇は、半導体業界にも大きな影響を及ぼしています。金属・樹脂材料の価格が急騰し、半導体製品に必要な部材のコストも増加しています。加えて、円安が進行することで、海外からの材料や部品の調達コストがさらに上昇し、日本企業にとって製造コストの上昇は避けられない状況です。

次世代FPGAへの置き換えによるコスト効率化

FPGA（Field Programable Gate Array）は、設計に柔軟性があり、組み込み製品へ長年にわたって使われていますが、現在の市場環境ではその部品単価が高価であるがゆえに製品に対するコスト効率が課題となることが多いのではないでしょうか。

しかしながらFPGAはその日進月歩する技術進化に伴い、より高い集積度と電力効率を実現しており、コストパフォーマンスが向上しいるため、次世代FPGAへ置き換えることにより、以下のメリットが期待できます。

1. コスト削減

次世代のFPGAは、製造プロセスに進化に伴い量産単価が従来品よりも低くなるため、BOMコストを削減できます。これにより、原材料の高騰や円安による製造コスト増加分を吸収することが可能です。

2. 性能向上と省電力化

次世代のFPGAは、処理性能の向上だけでなく、省電力化にも対応しており、運用コストも削減できます。特に、電力コストの削減は、長期的な運用で大きなメリットとなります。

3. 将来の拡張性

次世代FPGAは、今後の技術革新に対応できる柔軟性があり、企業の将来の設計ニーズにも適応しやすくなっています。この柔軟性により、将来的な開発や製品の拡張に対するコストを抑えることができます。

FPGA置き換え検討の流れ

STEP1. 現状のFPGA使用状況を分析

まず、使用しているFPGAのロジック規模、ユーザーI/O数、内蔵メモリなどの基本リソースに基づいて、現在のデバイスのパフォーマンスを確認します。デバイスファミリの選定にあたっては、FPGAベンダから提供されているデータシートやセレクションガイドを参考にして、価格、入手性、長期供給性も含めた要素を考慮します。

分析ポイント

• リソース使用量：現在のFPGAが使用しているリソースが、次世代のどのファミリで対応できるかを見極めます。
• コスト構造：現行と置き換え先候補となる次世代FPGAの価格帯や供給安定性を比較して、コスト最適化のチャンスを見つけます。
• 設計仕様の適合：クロック周波数やインターフェース速度など、設計要件に次世代FPGAが合致しているか技術的な調査を行います。

STEP2. 次世代FPGAの技術とコストパフォーマンスを評価

置き換え先となる次世代FPGA技術とコストパフォーマンスを評価する際、デバイスのアーキテクチャ、消費電力、処理能力、そしてハードマクロやIPの互換性を重視します。特に、ベンダの違いによってタイミングや設定が異なる場合は慎重な評価が必要です。

技術評価の観点

• 技術仕様の互換性：特にIP使用時の互換性や実現性を調査し、FPGAベンダが変わる場合には詳細な技術的確認が必要です。

STEP3. 移行プロセスとリスク管理の計画策定

移行プロセスにおいて、詳細な技術調査に基づいてデバイス型番を決定します。例えば、少量多品種のアプリケーションでは、複数の製品で型番を統一することで、入手性や在庫調整の効率化を図ることが可能です。また、設計の一貫性を保つためのテストと検証も重要です。

リスク管理と計画策定

• 移行の実現性：設計仕様とFPGA仕様の見極めに基づき、テストと検証を重ねてリスクを最小化します。
• BCP視点での判断：供給リスクを軽減するため、他製品と同じ型番に統一する戦略を検討します。

FPGA設計受託サービスによる効率的な置き換え開発

次世代FPGAへの移行を成功させるためには、専門的な知識が不可欠です。しかし、自社内で開発を進めるにはリソースや時間が限られている企業も多く存在します。解決策として外部委託サービスを活用することで、コストを抑えつつスムーズな移行の実現が可能となります。

弊社FPGA設計受託サービスを通じて、設計から実装までのプロセスを効率化し、早期に次世代FPGAの導入を進めることが可能です。

• インテル、およびザイリンクスの公式デザインサービスパートナー
• Lattice社の国内正規代理店
• 自社開発による多数のFPGA評価ボード製品を保有
• 年間100案件のFPGAデザインサービス実績

FPGAにまつわる知見や経験など数十年に渡って蓄積したノウハウをバックグラウンドにした、効果的なFPGA置き換えデザインサービスをご提案することが可能です。

次世代FPGAへの移行が鍵

原材料価格の高騰や円安の進行は、製造業における大きな課題ですが、次世代FPGAへの置き換えによって、コスト削減と性能向上の両方を実現できます。新しい技術への迅速な対応は、今後の競争力を保つために必要不可欠であり、外部受託サービスを活用することで、効果的かつ効率的に移行を進めることができます。

次世代FPGAへの移行は、コスト削減の重要な手段であり、原材料価格や為替の影響を抑える有効な解決策として、企業にとって大きなメリットをもたらすでしょう。