安防芯片廠商機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存

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      安防行業(yè)新技術(shù)、新產(chǎn)品、新服務(wù)的不斷推出，其應(yīng)用和普及速度加快，衍生出大量新需求，極大地拓展了安防芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展空間。隨著近年來(lái)中國(guó)安防市場(chǎng)的迅速發(fā)展，安防芯片市場(chǎng)也隨之得到了強(qiáng)勁發(fā)展。安防行業(yè)的需求逐漸明確，芯片廠家開始關(guān)注并主動(dòng)去推廣安防這個(gè)潛力巨大的市場(chǎng)。安防行業(yè)的發(fā)展吸引了越來(lái)越多的芯片廠商加入，成為繼工業(yè)自動(dòng)化、消費(fèi)電子等領(lǐng)域之后一個(gè)新的利潤(rùn)聚焦點(diǎn)。

　　盡管安防芯片在行業(yè)應(yīng)用的特殊性方面與IT芯片有所區(qū)別，但在各自領(lǐng)域的產(chǎn)品中它們所表現(xiàn)出的地位是一樣的。視頻監(jiān)控行業(yè)大踏步走在高清、智能、網(wǎng)絡(luò)的高科技道路上，安防芯片的先鋒作用與壓力都是巨大的。安防芯片在視頻監(jiān)控的產(chǎn)業(yè)鏈中，處于金字塔的頂端，在產(chǎn)業(yè)鏈中處于技術(shù)核心的地位。安防芯片的技術(shù)指標(biāo)決定了整個(gè)安防監(jiān)控系統(tǒng)的整體技術(shù)指標(biāo)，包括清晰度、靈敏度、色彩、動(dòng)態(tài)范圍等，一套視頻前端采集攝像機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵就是在于核心芯片組的性能。

　　行業(yè)發(fā)展和芯片技術(shù)革新相輔相成

    視頻監(jiān)控行業(yè)的發(fā)展和安防芯片的技術(shù)革新是一個(gè)相輔相成的過(guò)程。市場(chǎng)需求是行業(yè)發(fā)展的動(dòng)力，視頻監(jiān)控行業(yè)的發(fā)展對(duì)安防芯片提出更高的要求，促進(jìn)芯片技術(shù)的向前發(fā)展;而推出新的安防芯片需要監(jiān)控廠家積極的去應(yīng)用及推廣，才能切實(shí)推動(dòng)行業(yè)的發(fā)展。從視頻監(jiān)控行業(yè)的發(fā)展歷程來(lái)看，模擬視頻監(jiān)控由380線到420線再到600線，以及后續(xù)的960H，再到數(shù)字視頻監(jiān)控的720P、1080P，無(wú)一例外地得益于芯片的推陳出新。在IP時(shí)代由于IT化進(jìn)程的加速，安防芯片可謂是安防監(jiān)控的核心和靈魂，芯片的性能直接決定了設(shè)備性能的好壞和價(jià)格的高低。

　　通常，主流的安防監(jiān)控芯片主要分為兩大類：

　　負(fù)責(zé)圖像采集的圖像傳感器芯片和負(fù)責(zé)圖像處理傳輸?shù)腄SP芯片。用于圖像處理傳輸?shù)腄SP芯片的廠商眾多，競(jìng)爭(zhēng)非常激烈。而圖像傳感器芯片的設(shè)計(jì)技術(shù)難度非常大，全世界擁有此項(xiàng)技術(shù)的公司不超過(guò)60家，在這60家公司中，能夠獨(dú)立進(jìn)行高端的監(jiān)控圖像傳感器技術(shù)設(shè)計(jì)的公司不超過(guò)10家。雖然中國(guó)的安防監(jiān)控?cái)z像機(jī)制造加工能力世界領(lǐng)先，但是長(zhǎng)期以來(lái)，產(chǎn)業(yè)鏈中的核心技術(shù)，主流圖像傳感器的設(shè)計(jì)制造業(yè)牢牢地被日系歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家企業(yè)控制，很多產(chǎn)品的高級(jí)技術(shù)功能不對(duì)中國(guó)企業(yè)開放，使得國(guó)內(nèi)大部分制造企業(yè)運(yùn)營(yíng)模式都是靠通過(guò)低技術(shù)門檻，同質(zhì)化的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)。

　　巨大的市場(chǎng)容量催生了產(chǎn)品的細(xì)分。隨著安防芯片市場(chǎng)的增長(zhǎng)，安防芯片的細(xì)分也是勢(shì)在必行。比如：DVR/NVR芯片，代表者是海思的Hi3515、Hi3520應(yīng)用于嵌入式DVR產(chǎn)品和嵌入式NVR產(chǎn)品，主要側(cè)重于多通道編解碼、多業(yè)務(wù)管理和高碼率存儲(chǔ)的需求，目前這類芯片是市場(chǎng)規(guī)模最大的一類芯片，占據(jù)了主壓縮芯片數(shù)量的60%左右。比如：IPC芯片應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)產(chǎn)品，這是最近兩年IPC市場(chǎng)逐步成熟的產(chǎn)物，這些芯片側(cè)重于高清壓縮、智能化和ISP處理，目前這類芯片市場(chǎng)容量還不如DVR/NVR芯片，但是可以預(yù)見的是，一段時(shí)間以后，這類芯片將占據(jù)絕大部分的安防市場(chǎng)份額。另外一些就是輔助芯片主要用于智能化和ISP業(yè)務(wù)，以DSP和FPGA為主，在模擬攝像機(jī)里，這類用于ISP的DSP或者FPGA芯片大量被應(yīng)用。而由于智能分析產(chǎn)品目前市場(chǎng)容量還處于初級(jí)階段，用于智能分析產(chǎn)品的DSP用量較少。隨著IPC芯片的集成度越來(lái)越高，這些輔助芯片的功能最終可能會(huì)合并到IPC芯片上。 

　　芯片廠商的生存現(xiàn)狀

　　作為核心芯片供應(yīng)商，其對(duì)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展動(dòng)向一直起著巨大的推動(dòng)作用。隨著安防市場(chǎng)IP高清化趨勢(shì)越來(lái)越明顯，產(chǎn)品的價(jià)格越來(lái)越趨于平價(jià)，網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的應(yīng)用規(guī)模逐漸普及開來(lái)。上游芯片領(lǐng)域格局也逐漸發(fā)生了改變，原來(lái)模擬時(shí)代芯片商格局早已不復(fù)存在，除了 TI、海思、安霸、索尼、特威、中星微、三星等外，Intel也全力加入。網(wǎng)絡(luò)高清時(shí)代的到來(lái)為我們帶來(lái)了更好的圖像質(zhì)量，使攝像機(jī)可以更好的記錄現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，這同時(shí)對(duì)芯片商提出了更高的要求。目前市場(chǎng)上活躍的芯片商除了上述提到的之外，還有一些以前的軍工或者汽車行業(yè)的芯片廠商也逐漸向著安防領(lǐng)域在發(fā)展。他們?cè)谛酒臄?shù)據(jù)處理能力、芯片的功能、芯片的體積和功耗以及芯片價(jià)格等方面都在不斷進(jìn)行創(chuàng)新與競(jìng)爭(zhēng)。TI是IC業(yè)當(dāng)之無(wú)愧的龍頭老大。2003年，TI推出通用數(shù)字處理器TMS320DM642，正式進(jìn)軍中國(guó)視頻監(jiān)控領(lǐng)域。TI的編碼芯片除了性能強(qiáng)大，技術(shù)先進(jìn)之外，最大的優(yōu)勢(shì)在于其靈活性，監(jiān)控廠商用TI的芯片有更大的自主權(quán)，TI提供豐富的各級(jí)接口供用戶自行開發(fā)、編程，比較試用于具有較強(qiáng)自主ISP等編碼能力的中高端用戶。而TI芯片讓眾多小廠家望而卻步，只應(yīng)用于實(shí)力強(qiáng)大的監(jiān)控廠商的重要原因在于其價(jià)格昂貴，一方面是芯片本身的價(jià)格較高;另一方面體現(xiàn)在TI的門檻較高，需要投入大量的研發(fā)精力，開發(fā)成本較高。

　　相比較而言，安霸從歷史發(fā)展和規(guī)模來(lái)看都比較年輕，屬于新生代。但安霸團(tuán)隊(duì)有個(gè)明顯的優(yōu)勢(shì)就是從一開始就專注于視頻壓縮技術(shù)與圖像處理解決方案的研究，傳統(tǒng)的廣播編碼領(lǐng)域的深厚積累，到引入安防高清IPC解決方案顯示出其先天優(yōu)勢(shì)。

　　不過(guò)，安霸編碼芯片的開放性較小，用戶可改動(dòng)的算法較少，產(chǎn)品的效果主要取決于安霸芯片本身的ISP編碼性能，因此使用安霸芯片產(chǎn)品成型簡(jiǎn)單。

　　海思是2004年成立的華為子公司，是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、固定網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字媒體等領(lǐng)域的系統(tǒng)級(jí)芯片供應(yīng)商。2006年在全球推出首款針對(duì)安防應(yīng)用的H.264芯片。有統(tǒng)計(jì)表明，2012年海思是DVR處理器市場(chǎng)最大的制造商，其市場(chǎng)份額為78.1%，在市場(chǎng)中占有壟斷地位。海思是本土企業(yè)，因此對(duì)國(guó)內(nèi)監(jiān)控廠商的支持響應(yīng)速度快，且性價(jià)比高。近兩年海思針對(duì)攝像機(jī)芯片方案不停推陳出新，讓我們有理由對(duì)它的未來(lái)有所期待。

　　中星微電子從2006年開始投入IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)和設(shè)計(jì)，在網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)專用芯片、終端以及運(yùn)營(yíng)級(jí)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控平臺(tái)等方面持續(xù)投入，并取得了一系列的成果。目前，中星微依靠多媒體芯片、視頻編解碼、智能、網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品開發(fā)的技術(shù)積累，提供多媒體處理芯片、高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、硬件視頻智能分析終端、視頻監(jiān)控統(tǒng)一媒體平臺(tái)四大視頻監(jiān)控組件，并在此基礎(chǔ)上提供視頻監(jiān)控應(yīng)用解決方案。

　　對(duì)于視頻監(jiān)控廠商來(lái)說(shuō)，即使選擇同樣的芯片，仍然需要廠商對(duì)于外部輸入輸出接口、底層驅(qū)動(dòng)、協(xié)議、ISP等進(jìn)行配置和調(diào)試，而這些才是決定一個(gè)產(chǎn)品最終效果和性能的關(guān)鍵因素，也最能體現(xiàn)一個(gè)廠商的底蘊(yùn)實(shí)力。視頻監(jiān)控廠商根據(jù)自身產(chǎn)品定位以及不同廠商不同性能的芯片特點(diǎn)，博采眾長(zhǎng)、揚(yáng)長(zhǎng)避短，生產(chǎn)符合市場(chǎng)需求的高、中、低端網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)產(chǎn)品。

　　目前安防芯片的主要廠商數(shù)量不多，但是彼此競(jìng)爭(zhēng)壓力卻很大：一方面，來(lái)自于安防產(chǎn)業(yè)整體利潤(rùn)下降導(dǎo)致的來(lái)自終端制造商的壓力;另一方面，安防產(chǎn)業(yè)對(duì)需求的細(xì)分越來(lái)越明顯，如何細(xì)分芯片，以滿足用戶的需求也是一個(gè)難題。對(duì)于未來(lái)芯片的發(fā)展，從目前來(lái)看主要是更高的像素、幀率，更低的照度和動(dòng)態(tài)范圍，更低的帶寬占用、更高的傳輸效率，以及更加智能的ISP算法等。視頻監(jiān)控廠商一般的選型原則首先是根據(jù)產(chǎn)品的定義和工作環(huán)境來(lái)進(jìn)行不同款芯片的比較，同時(shí)購(gòu)買EVM開發(fā)板進(jìn)行方案的預(yù)研評(píng)估和測(cè)試，檢驗(yàn)芯片的功能和性能是否滿足需求。需要了解芯片的成熟度和穩(wěn)定性，并預(yù)估整個(gè)產(chǎn)品的整機(jī)成本、開發(fā)成本和開發(fā)難度，功耗低、節(jié)能環(huán)保等等因素，芯片廠商強(qiáng)有力的技術(shù)支持才是關(guān)鍵所在。 

　　順應(yīng)高清，CMOS頗有獨(dú)霸天下之勢(shì)

    安防監(jiān)控市場(chǎng)經(jīng)歷了熱鬧非凡的2013年，市場(chǎng)對(duì)CMOS成像芯片由“心存懷疑”轉(zhuǎn)變到“深信不疑”，以BYD、Aptina、PixelPlus為代表的CMOS成像芯片銷量突飛猛進(jìn)，一路高歌猛進(jìn)。2014年的CMOS成像芯片市場(chǎng)，除了原有的一些廠商，加上臺(tái)灣、大陸地區(qū)其它新進(jìn)的廠商，是充滿機(jī)遇與挑戰(zhàn)的一年。

　　感光芯片是攝像機(jī)最為核心的部件，比較常用的為CCD或CMOS，兩者都是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)進(jìn)行物體的傳感并成像。CCD圖像傳感器技術(shù)上比較成熟，具有靈敏度高、噪聲低等優(yōu)點(diǎn)。但由于工藝上的原因，敏感元件和信號(hào)處理電路不能集成在同一塊芯片上，造成CCD圖像傳感器同時(shí)擁有系統(tǒng)體積大、功耗大，需要提供高電壓等缺點(diǎn)。

　　CMOS圖像傳感器采用半導(dǎo)體電路中最常用的標(biāo)準(zhǔn)CMOS制造工藝，以其具有的高集成度、低功耗、低成本、小體積等優(yōu)點(diǎn)。

　　CMOS具有便于大規(guī)模生產(chǎn)，且速度快、成本較低，具備更高像素等特點(diǎn)。目前，新的CMOS器件不斷推陳出新，高動(dòng)態(tài)范圍CMOS器件已經(jīng)出現(xiàn)，這一技術(shù)消除了光圈、自動(dòng)增益控制及伽瑪校正的需要，使之接近了CCD的成像質(zhì)量。另外由于CMOS先天的可塑性，可以做出高像素的大型CMOS感光器而成本卻不上升多少。相對(duì)于CCD的停滯不前相比，CMOS展示出了蓬勃的活力，成為主流的感光器。

　　隨著CMOS圖像傳感技術(shù)的提升，及其半導(dǎo)體工藝的革新，噪聲抑制技術(shù)、高靈敏度讀出電路的完善，CMOS圖像傳感器的靈敏度、信噪比得到較大的提升，CMOS芯片的優(yōu)勢(shì)不斷擴(kuò)大。擁有的較高性價(jià)比的CMOS芯片正逐步蠶食CCD芯片原有市場(chǎng)。 

　　“中國(guó)芯”迅速崛起搶占市場(chǎng)

    目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)資源非常豐富，同時(shí)工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化及第三方的介入給芯片設(shè)計(jì)業(yè)者提供了快速進(jìn)入市場(chǎng)的可能，從而推動(dòng)了芯片國(guó)產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)化的逐步升級(jí)。安防行業(yè)的蓬勃發(fā)展，讓國(guó)產(chǎn)芯片廠商看到了希望，以海思、中星微、上海富瀚、杭州晶圖為代表的一批致力于國(guó)產(chǎn)芯片研發(fā)生產(chǎn)的企業(yè)，將目光聚焦在安防芯片上，試圖在安防行業(yè)一展拳腳，發(fā)揮最大的價(jià)值。

　　一直以來(lái)，位于安防產(chǎn)業(yè)鏈上游的安防芯片產(chǎn)業(yè)基本由國(guó)外企業(yè)所把控;產(chǎn)業(yè)鏈中游的硬件設(shè)備廠商已具有一定的研發(fā)技術(shù)實(shí)力，在部分領(lǐng)域也已占據(jù)了較高的市場(chǎng)份額;而產(chǎn)業(yè)鏈下游的系統(tǒng)集成產(chǎn)業(yè)仍處于起步發(fā)展階段，市場(chǎng)相對(duì)比較分散。安防領(lǐng)域所用的芯片及關(guān)鍵器件基本是從國(guó)外進(jìn)口，成為制約產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。而目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)資源非常豐富，同時(shí)工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化及第三方的介入給芯片設(shè)計(jì)業(yè)者提供了快速進(jìn)入市場(chǎng)的可能，從而推動(dòng)了芯片國(guó)產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)化的逐步升級(jí)。

　　中國(guó)安防芯片的技術(shù)演進(jìn)路線也越來(lái)越清晰，功能多樣化的趨勢(shì)日趨明顯。有了“中國(guó)芯”，一方面所有的芯片產(chǎn)品定義真正來(lái)自國(guó)內(nèi)客戶、系統(tǒng)集成商以及最終行業(yè)用戶需求，在源頭上保證芯片真正滿足客戶需求。另一方面，在芯片布局上緊密契合國(guó)內(nèi)客戶的產(chǎn)品演進(jìn)，推動(dòng)視頻監(jiān)控產(chǎn)業(yè)由CIF向D1再向Full HD的持續(xù)升級(jí)。“中國(guó)芯”越來(lái)越多之后，將會(huì)降低安防產(chǎn)業(yè)的準(zhǔn)入門檻，使得越來(lái)越多的廠商可以參與到視頻監(jiān)控設(shè)備的開發(fā)、生產(chǎn)中來(lái)。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　芯片市場(chǎng)百家爭(zhēng)鳴，百花齊放，不斷推出更高性能、集成度更高的編解碼芯片，無(wú)疑推動(dòng)了安防產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，最基本的功能、規(guī)格由芯片來(lái)完成并提供一個(gè)強(qiáng)大的平臺(tái)，這樣讓設(shè)備廠家能夠把更多的資源應(yīng)用到研究、開發(fā)并為下游用戶帶來(lái)更多價(jià)值上來(lái)，從而推動(dòng)產(chǎn)業(yè)向更深、更廣的范圍發(fā)展。時(shí)刻關(guān)注用戶需求，提供更高的像素、幀率，更低的照度和動(dòng)態(tài)范圍，更低的帶寬占用、更高的傳輸效率，以及更加智能的ISP算法的產(chǎn)品，滿足用戶個(gè)性化、多樣化的監(jiān)控需求，才是每個(gè)監(jiān)控廠家應(yīng)當(dāng)追求的終極目標(biāo)。

　　安防芯片市場(chǎng)發(fā)展迅速且前景樂(lè)觀，但是同樣也面對(duì)了很多的發(fā)展挑戰(zhàn)。如何引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈的健康成長(zhǎng)值得關(guān)注。由于安防芯片的特殊性和關(guān)鍵性，安防芯片廠商的市場(chǎng)行為很容易影響到安防產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。如何在擴(kuò)大市場(chǎng)的同時(shí)保護(hù)好市場(chǎng)，是需要芯片廠商多多考慮的。展望未來(lái)，安防芯片的發(fā)展會(huì)愈加迅速，也會(huì)在安防產(chǎn)業(yè)鏈條中扮演越來(lái)越重要的角色，對(duì)于安防芯片廠商來(lái)講，機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存，只有貼近用戶，理性發(fā)展，才能保持長(zhǎng)久的進(jìn)步和穩(wěn)健的成長(zhǎng)。