視頻監控系統主要分模拟監控系統和網絡監控系統,ISP、DVR SoC分别是模拟監控系統的前端和後端,IPC SoC、NVR SoC是網絡監控系統的前端和後端,這四類芯片是目前安防行業最為關注的方向。
近幾年,安防市場是全球AI最為确定且最大的市場,尤其是AI中的圖像識别和視頻處理技術在安防産業中尤為重要。在安防産品中,攝像頭、交換機、IPC(網絡攝像機)、硬盤刻錄機、各類服務器等設備都需要芯片,這些芯片很大程度上左右着安防系統的整體功能、技術指标、穩定性、能耗、成本等,并在安防行業未來發展方向上起到關鍵作用。接下來,芯聞路1号共分4篇來講解這4種AI安防的4大類重要的芯片。
IPC SoC芯片主要集成ISP技術和視頻編解碼技術,具備高壓縮比的視頻編解碼技術的IPC SoC芯片将逐步占領市場。目前該市場最主要的玩家包括海思、德州儀器(TI)、安霸、MStar、國科微、富瀚微、升邁等,可以提供成熟的支持H.264/H.265的IPC SoC,其中H.264/H.265又分四種畫質,分别是基本畫質(BP-Baseline Profile)、進階畫質(EP-Extended profile)、主流畫質(MP-Main profile)、高級畫質(HP-High profile)。
2013年新一代的視頻編碼标準H.265/HEVC正式發布,對全高清及以上幅面的壓縮比相比H.264提升40%以上,與此同時,H.265編解碼算法的複雜程度也大幅上升,對芯片裡的晶體管尺寸要求越來越高,尺寸越小就可以在芯片裡容納更多的晶體管,以實現越來越大的計算能力。其中海思憑借其出色的性價比,目前已占有較高的市場份額,富瀚微、國科微、北京君正也将IPC芯片作為重點培育的方向,目前也不斷有新産品落地。
據了解,有寒武紀、RK、Novatek、瓴盛等衆多芯片廠也對IPC SoC市場虎視眈眈,瓴盛科技将于下半年量産首款AIoT芯片,采用11nm FinFET制程工藝,集成AI處理引擎,應用于智能安防監控、人臉識别、視頻會議、車載終端、運動相機等多種智能物聯網領域。
部分IPC SoC廠家彙總
海思
海思半導體成立于 2004 年 10 月,總部位于深圳,前身是華為集成電路設計中心。公司的産品覆蓋無線網絡、固定網絡、數字媒體等領域的芯片及解決方案。在視頻監控領域,其産品從前端 IPC SoC 到後端DVR/NVR SoC 全面覆蓋,在台灣,韓國等地區海思也已經成為視頻芯片主流供應商。其DVR SoC 芯片國内市場占有率第一,約為 70%。2012 年以來網絡攝像機逐步市場化普及開來,海思在此該領域持續發力,高頻率推出芯片以及解決方案,進一步擠占了之前屬于德州儀器、安霸等國際一線芯片廠商的市場份額。華為是擁有下一代 H.265 編碼技術核心專利最多的企業,海思在此基礎上優化研發 H.265 技術,并于2014年推出了基于 H.265/HEVC 标準的業界第一顆高清網絡攝像機處理器Hi3516A,能夠在與 H.264 同等畫質的條件下編碼碼流降低50%。
富瀚微
富瀚微是我國最早從事安防視頻監控多媒體處理芯片設計業務的企業之一,主要客戶為安防視頻監控設備整機廠商、電子設備整機廠商和芯片代理商等企業級客戶。公司的 ISP 芯片從低成本,低功耗産品,到高性能,高清晰度旗艦均有覆蓋。如公司的專業安防攝像機 ISP 芯片 FH8536E 芯片獲得2017 年第十二屆“中國芯”最佳市場表現産品。憑借在 ISP 方面的領先技術能力,目前公司着力打造 IPC 芯片産品線,推出的産品已支持無線低功耗到 2K 高性能 SoC,FH8830作為該公司的最新旗艦産品,支持人臉識别,移動偵測等智能化功能,受到市場青睐。
北京君正
北京君正是領先的微處理器設計商,公司為集成電路設計企業,擁有全球領先的 32 位嵌入式 CPU 技術和低功耗技術,主營業務為微處理器芯片、智能視頻芯片及整體解決方案的研發和銷售。公司 2006 年最早做指紋識别芯片,07 年進入教育領域做步步高學習機,漢王電紙書等芯片。11 年開始,産品遭遇 ARM 和MIPS 架構 CPU 兼容性問題,很多領域原有業務受影響,同時 mp4,學生平闆等産品被取代。
公司 13 年開始轉型,發布國内第一款智能手表芯片;14 年智能視頻市場産品研發,15 年底視頻芯片研發成功并于 16 年開始銷售。公司已發布兩顆視頻芯片 T10 和 T20,重點提供智能視覺感知分析技術。公司與互聯網龍頭企業 360 公司通力合作,将 T 系列芯片運用于 360 智能攝像機多個版本,其中 360智能攝像機雲台版采用了最新視頻芯片 T20,目前百度愛耳目采用了公司T20 IPC 芯片 T01 的淺層學習芯片方案。
國科微
公司是國内廣播電視系列芯片和智能監控系列芯片的主流供應商之一。公司是湖南省最大的集成電路設計企業。公司已在 IPC 芯片領域成功獲得部分市場份額。視頻芯片市場,公司應對網絡攝像機浪潮适時推出旗艦級 GK710X 系列芯片,廣受市場好評。據統計,2016 年,全國 IPC 芯片銷售總額 1.5 億顆,公司視頻芯片銷售量近 1300 萬片,市占率達到 8.3%。2017 年公 司根據 GK710X 系列市場反饋,結合下一步市場發展趨勢,推出 GK710XS 系列智能監控芯片,較上一代産品功耗更低、性能更強、集成度更高。該産品定位于行業級和消費級網絡攝像機應用的同時,還覆蓋行車記錄儀、無人機圖傳、樓宇對講、視頻會議和可視門鈴等領域。
中星微
中星微電子創立于1999年,由鄧中翰院士創立,在2005年于美股上市,2000-2005年是中星微電子成功進入蘋果、索尼、惠普、三星、富士通、聯想等PC廠商的攝像頭芯片供應鍊,成功占據全球攝像頭芯片60%的市場。2016年初,中星微推出了全球首款集成了神經網絡處理器(NPU)的SVAC視頻編解碼SoC,使得智能分析結果可以與視頻數據同時編碼,形成結構化的視頻碼流。該技術被廣泛應用于視頻安全攝像頭,開啟了視頻安全智能化的新時代。
SigmaStar星宸科技
SigmaStar的核心團隊則是源于MStar(晨芯半導體,已被聯發科收購),根據資料顯示,星宸科技實際上是由聯發科控股的子公司,聯發科通過SigmaStar Technology Inc.持有星宸科技81.05%的股份。SigmaStar在芯片設計、算法、全球營銷、供應鍊等方面都有着深厚的積累,特别是在ISP、音視頻編解碼、模拟電路設計、SoC系統設計以及自研IP方面擁有着巨大的優勢。據了解,星宸科技2017年拿到了1080P車載智能DVR芯片市場10%的份額,2018年市場份額增長到了45%,成為了該市場的第一名。據星宸科技預計,2019年其将拿下該市場60%的市場份額。在安防監控IPC芯片市場,星宸科技在2018年也成功進入了全球第三。2019年,星宸科技還發布了全新的集成了自主研發的NPU内核的“降龍”系列IPC芯片:SSC336D/Q,SSC338G,SSC339G。
升邁
升邁科技成立于2005年12月,為智原科技轉投資之IC設計公司,專注于各式手持式應用及安全監控相關産品與平台的銷售與研發,總部位于台灣新竹科學園區的升邁科技,相關産品與平台完全采用智原之IP與ASIC服務,升邁科技所提供的系統單芯片方案包括,HD MPEG-4/H.264數字安全監控系列、多媒體串流/網絡電視、MP3/MP4播放器、視頻電話、以及家庭多媒體設備等先進方案。
安霸
安霸公司(Ambarella)是高清視頻及高清監控攝像機業界的技術領導者,是一家低功耗、超高畫質影音壓縮與影像處理半導體的解決方案龍頭供應商。公司于 2004 年成立于美國加州聖克拉拉,公司在 H.264 高清專業廣播編碼設備市場擁有近 90%的市場,大量來自世界各地的電視節目都經安霸芯片壓縮後傳送。視頻芯片方面,公司産品覆蓋各類照相攝像機市場,比如安防監控,消費類監控,無人機,運動相機,可穿戴相機,衆多世界的數碼相機與攝像機品牌,比如柯達、索尼、三星、GoPro 等均在使用安霸芯片。
TI
德州儀器(Texas Instruments,TI)是全球領先的半導體跨國公司。公司成立于 1930年,總部位于美國達拉斯。除半導體業務外,主要從事創新型數字信号處理與模拟電路方面的研究、制造和銷售。TI 在整個半導體行業綜合實力強勁,安防監控業務占比不大。2012年以前 TI 在标清、IPC 芯片領域市占率較高,之後來自安霸,海思等新興企業的競争加劇,TI 市場份額明顯下降。
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