‧ 中國安防產業晶片設計生產現狀

來源:CPS中安網 作者:王華安

　　隨著近年來中國安防市場的迅速發展，安防晶片市場也隨之得到了強勁發展。安防行業的需求逐漸明確，晶片廠家開始關注並主動去推廣安防這個潛力巨大的市場。安防行業的發展吸引了越來越多的晶片廠商加入，成為繼工業自動化、消費電子等領域之後一個新的利潤聚焦點。然而，在中國這個全民缺失自主產權的核心晶片技術的時代，安防晶片的國產化和產業化同樣成為中國安防企業搶佔技術高地的掣肘。 
 

　　目前大陸生產資源非常豐富，同時工業化、標準化及協力廠商的介入給晶片設計業者提供了快速進入市場的可能，從而推動了晶片自產化和產業化的逐步升級。安防行業的蓬勃發展，讓自產晶片廠商看到了希望，以海思、中星微、上海富瀚、杭州晶圖為代表的一批致力於中國自產晶片研發生產的企業，將目光聚焦在安防晶片上，試圖在安防行業一展拳腳，發揮最大的價值。

　　經過30多年的發展，中國安防行業已經成長為國民經濟中一個市場初具規模、產品種類齊全、應用領域廣泛、技術水準較高的新興行業。尤其自2004年開展平安城市建設以來，隨著科技強警戰略的深度實施，以及人們生活水準提高後對民用安防市場的需求增大，再加上北京奧運會、上海世博會、廣州亞運會等大型項目的安保需求，都為中國安防行業的快速發展提供了契機。

　　根據公共安全雜誌調查的資料顯示，2009年中國安防市場的總體規模約人民幣1800億元左右，2010年市場總規模達到2300億元，與2009年相比增長了23%以上。其中，在2300億元的總規模中，安防產品產值約為1050億元，占比約46%。根據《中國安防行業“十二五”發展規劃》顯示，2015年行業總產值將達5000億元。按照全行業20%的年複合增長率估算，其中視頻監控系統產值將突破1000億元，佔安防電子系統的份額超過50%，成為其規模最大且最具增長潛力的細分領域。視頻監控市場需求的不斷增長，除了引起安防監控設備廠商的關注，同樣也引起了視頻監控核心器件--晶片的生產商的廣泛關注。

　　隨著近年來中國安防市場的迅速發展，安防晶片市場也隨之得到了強勁發展。安防行業的需求逐漸明確，晶片廠家開始關注並主動去推廣安防這個潛力巨大的市場。安防行業的發展吸引了越來越多的晶片廠商加入，成為繼工業自動化、消費電子等領域之後一個新的利潤聚焦點。

　　然而，在中國這個全民缺失自主產權的核心晶片技術的時代，安防晶片的自產化和產業化同樣成為中國安防企業搶佔技術高地的掣肘。

中國晶片產業的現狀
　　多少年來，晶片一直制約著中國電子產業的發展，為了衝破這個瓶頸，多少代人不懈努力，力求擺脫“洋晶片”的限制。經過30多年的努力，總算看到了民族晶片業的曙光。有資料顯示，在“中國製造網”登記的晶片公司多達1188家。中國晶片公司的成長速度也是驚人的，曾經在一天時間裡，就有4家新的晶片公司登記成立。可以說，中國掀起了“晶片企業熱潮”。有統計顯示，專門設計晶片且職員人數在20至50人左右的“晶片設計”公司就有近1000家。

中國積體電路產業規模

　　目前中國積體電路產業飛速發展，“十一五”期間，中國積體電路產量從261.1億塊提高到653億塊，年均增速20.1%。銷售收入從702.1億元提高到1440.2億元，年均增速15.4%。其中，晶片製造業從232.9億元增長到447.1億元，年均增速14%。中國半導體行業協會積體電路設計分會理事長王芹生女士指出，從設計業來看，共分為長三角、珠三角及京津地區三個產業基地，且各有所長。其中，長三角地區是生產鏈最為豐富、最齊全的地區，且近兩年發展迅猛；珠三角地區則是應用和市場的前沿，也是中國產業與國際接軌的地區；而京津地區的優勢是科研人才多、設計能力強。目前，浦東已成為中國大陸晶片產業的主力軍，浦東晶片產業的跨越式發展，提高了中國晶片的製造水準，使國內相關產業初步具備與全球同業競爭的能力。

　　對於中國晶片產業的發展前景，在國務院去年年底公佈的《加快培育和發展戰略性新興產業的決定》中明確將晶片產業作為核心基礎性產業。今年是執行國家“十二五”規劃的開局之年，如何堅持以整機應用為牽引，以市場為導向，著力推進技術創新、掌握核心技術、開發優勢產品、形成創新特色、調整產品結構，培育形成具有國際競爭力的企業，實現產業群體性躍升發展，已成為晶片產業未來發展的方向。 

安防晶片洋品牌占主導地位
　　目前，位於安防產業鏈上游的安防晶片產業基本由國外企業所把控；產業鏈中游的硬體設備廠商已具有一定的研發技術實力，在部分領域也已佔據了較高的市場份額；而產業鏈下游的系統集成產業仍處於起步發展階段，市場相對比較分散。安防領域所用的晶片及關鍵器件基本是從國外進口，成為限制產業進一步發展的瓶頸。由於缺乏核心技術，許多企業賺取的僅是產品的加工或組裝費，賺取利潤僅為上游技術企業的1/5至1/10。

　　經過多年的發展，中國安防企業產品品質及技術含量有了較大提高，在中國內外中、低端產品市場中佔有明顯的競爭優勢。旺盛的市場需求，也為安防晶片提供了發展的有利條件，安防晶片極有可能成為IC設計企業關注的又一個新領域。TI、NXP、ADI、Techwell、Nextchip等一大批國際半導體企業將目光投向中國安防市場，量身打造一些符合中國安防市場使用的晶片，對推動中國安防市場的蓬勃發展起到了一定積極的作用。

中國安防應用市場比例

　　1999年，恩智浦（前身為飛利浦）PNX1300晶片在中國安防市場推廣並得到應用，成為第一顆專用于安防行業的晶片。2003年，TI推出通用數位媒體處理器TMS320DM642，揭開了其正式進軍中國數位視訊監控領域。隨後，TI陸續推出了DM644x、DM3xx、DM646x和DM648等多款適用於視訊壓縮編解碼的晶片。由此奠定了TI在安防視頻監控領域的“霸主”地位。

中國“安防芯”騰空出世
　　從技術角度來看，安防應用系統已經明顯地分為前端、管理平臺、通信交換、儲存管理等，也產生了很多同業務結合的行業應用化的管理平臺。中國科學院自動化所研究員陳龍教授表示，目前工程商、設備廠商、集成商、工程商處於博弈階段，未來誰能在行業中起主導作用還不明朗，但網路化、智慧化、IT和安防的融合與應用將是未來安防行業發展的主要方向，這種融合不僅會擴寬行業的發展面，也將改變、完善產業鏈上的各種產品，促使行業實現更好的發展。隨著國產晶片技術的不斷提升，安防產業鏈上的純國產化也將得以實現。

　　使用者需要看得更清、存得更久、用得更方便，從過去孤島一樣的應用拓展到橫向和縱向大聯網，系統容量急劇上升，安防朝著數位化、網路化、智慧化的趨勢飛速發展，安防的技術、產品和系統形態發生了變革，誰具備了自主研發的能力和掌握了核心技術的優勢，誰就能在變革中成為主導者。作為安防產業鏈中的核心環節--晶片技術，也成為中國晶片廠家競相爭奪的市場。

　　目前中國國內生產資源非常豐富，同時工業化、標準化及協力廠商的介入給晶片設計業者提供了快速進入市場的可能，從而推動了晶片國產化和產業化的逐步升級。安防行業的蓬勃發展，讓國產晶片廠商看到了希望，以海思、中星微、上海富瀚、杭州晶圖為代表的一批致力於國產晶片研發生產的企業，將目光聚焦在安防晶片上，試圖在安防行業一展拳腳，發揮最大的價值。

　　其中，海思是主力的視頻監控晶片供應商，提供視頻監控SoC晶片解決方案，在大陸DVR產品上佔有7成左右的份額。並且，在臺灣地區及韓國市場，已經成為主力視頻監控晶片供應商。富翰主要推的是純編解碼晶片（CODEC），在海康硬壓卡已經有出貨。杭州晶圖也在做純編解碼晶片（CODEC），主要供大華內部使用。中星微之前有推出過VGA解析度的MPEG4視訊壓縮晶片，後來借SVAC標準頒佈之機，奠定了其在晶片核心技術的領導地位。

　　深圳市海思半導體有限公司羅勇表示，作為一家晶片設計公司，海思半導體考慮更多的是提供靈活易用的開發平臺。基於中國國內蓬勃發展的監控形勢，海思自2006年在全球推出首款針對安防應用的H.264 SoC晶片開始，至今已經發展到了第三代SoC晶片，已成為中國領先的視頻監控解決方案供應商。2011年，海思針對DVR和IP攝影機分別推出了Hi3531、Hi3532和Hi3507、Hi3516、Hi3517五顆晶片。

　　中星微電子於去年6月發佈VC0358系列安防監控行業專用多媒體影像處理晶片組，採用多核異構低功耗多媒體處理器架構技術，是廣泛用於新一代IP視頻監控攝影機的DSP晶片。中星微董事長鄧中翰表示，中星微選擇以數位多媒體晶片為突破口，大力開拓新興領域，目前已開始大規模進軍視頻監控產品的數位多媒體晶片市場。另外，中星微成功參與制定了安防監控國家標準SVAC，很好的奠定了中星微在晶片核心技術的領導地位。

　　上海富瀚微電子發佈的富瀚微電子FH8735/FH8736系列H.264視頻編碼晶片，分別針對多通道高清DVR板卡、嵌入式DVR、視訊伺服器和高清網路攝影機應用，提供產品解決方案。 

SVAC標準的頒佈提升中國“芯”地位
　　長久以來，中國安防產品缺乏“中國芯”，受制于國外晶片廠商的禁錮。作為行業內首個具有自主產權的音視頻編解碼技術標準，SVAC帶來的影響是深遠的。將一直趨於弱勢地位的民族安防晶片產業引入新的生機，也為安防民族品牌的發展保持著良好的推動力。作為參與制定SAVC標準的單位之一，中星微發佈的支援國家標準SVAC的數位多媒體晶片，除了採用其核心的多核異構低功耗多媒體處理器架構技術，在前端影像處理部分就採用場景高保真影像處理技術中的圖像採集成像處理，使得在寬動態範圍場景下能記錄盡可能多的圖像資訊並獲得清晰的圖像還原視覺效果，準確反映真實世界的場景。

　　隨著這些數位視訊系統的日益成熟和不斷發展，一系列相應的數位視訊監控的音視頻編碼標準也在迅速制定並不斷得到完善。從MPEG-1到MPEG-4，再到H.264，中國一直都沒有自己的安防視頻監控數字音視頻編解碼標準。SVAC標準的頒佈，解決了監控視音訊編碼面臨的實際問題，是符合中國安防監控應用需要、具有中國自主智慧財產權的視音訊編解碼標準。SVAC標準研製工作有利於在安防領域實現向國際標準的突破。

　　SVAC標準是安防數位化、高清化、智慧化的基礎技術。SVAC標準的核心就在於其不僅針對監控實際需求，解決監控音視頻編碼面臨的實際問題；而且還能忠實於場景的音視頻編碼。在保證音視頻品質的前提下，SVAC標準可以提供較高的編碼效率；在同等性能的前提下，具體演算法優先採用具有國內自主智慧財產權的方案，並且具有靈活可擴展的架構。

　　公安部一所副所長陳朝武表示，SVAC作為視頻監控系統的基礎標準，將為城市社會治安綜合防控體系的建設提供強有力的技術支撐，一方面可以解決目前視頻監控系統中音視頻編解碼標準不統一導致的系統難以互聯互通的問題；另一方面能夠針對安防特殊應用提出相適應的應對方案，解決目前視頻監控領域只能採用廣電標準而無法滿足安防特殊需求的問題。

面對高清需求中國“安防芯”應時而動
　　數位視訊監控市場的快速發展，給晶片供應商帶來了新的發展機會。在數位信號處理、類比供電、監控平臺等方面，各大晶片供應商加緊研發，不斷推出新品，以搶佔市場先機。有資料顯示，幾年前清晰度在720p以上的數位網路高清攝影機的成本要七八千元每台，隨著海思、TI、ADI等公司壓縮技術的成熟，晶片成本的不斷降低，現在數位高清網路攝影機的成本開始大幅走低。從清晰度方面看，1080p業已開始進入實用階段。(點閱讀更多, 觀全文)

　　德州儀器中國DSP業務發展經理鄭小龍表示，今年，TI所推出網路攝影機的全新單片架構支援視訊壓縮能力為1080P@60相當於達到了四百萬高清的能力，而且主處理器為Cortex A8主頻可達1GHz，前端增強型ISP，可直接一次採集高清視頻。內部還集成有業界流行的C674x通用DSP核心，可進行各種高級智慧視頻分析，使之在網路攝影機的應用中提高到一個新的層次。另外，TI推出的百萬畫素攝影機核心平臺TMS320DM365在市場上廣為流行。該SoC集成有性能可靠卻功能強大的ISP，能夠支援多種包括Aptina、OVT和Sony的百萬畫素CMOS視頻感測器。

　　面對蓬勃發展的高清監控市場，晶片廠家應時而動。海思半導體監控產品線市場總監劉星表示，從海思來看，要實現高清視頻監控，必須是從前端視頻採集到後臺重播、儲存、管理等實現全高清。海思在IP Camera投入較晚，2011年開始發力，今年發佈Hi35107、Hi3516、Hi3517三顆高清IP Camera晶片，配合Hi3531、Hi3532高清DVR/NVR方案，將實現提供全高清系統方案。

　　據瞭解，Hi3531/Hi3532HD DVR單晶片的編碼能力提升至4路1080p@30fps H.264。Hi3531提供專屬的智慧加速引擎和專屬的網路加速引擎來釋放CPU對於高清計算的壓力，結合最新的ARM Cotex A9雙核CPU，更絢麗的使用者介面和豐富的智慧應用將變成可能。對於IP Camera系列，推出的Hi3507（最高能力720P@30fps）可以對接CCD頭端和帶ISP的CMOS Image Sensor，其成熟穩定的方案 將 加 快 產 品 的 上 市 時 間；H i 3 5 1 6（最高能力1080p@50fps）是專為IP Camera設計的1080p@30幀5碼流SoC晶片。從技術上來看，智慧視頻分析分為資訊採集 / 分離 和 數 據 處 理 兩 個 過 程，未 來 海思考慮會把智慧監控演算法資訊採集/分離 部 分 在 晶片上 完 成 ，降 低 智 能 監 控 技術開發門檻。

　　安防行業新技術、新產品、新服務的不斷推出，其應用和普及速度加快，衍生出大量新需求，極大地拓展了安防晶片產業的發展空間。

　　中國安防晶片的技術演進路線也越來越清晰，功能多樣化的趨勢日趨明顯。有了“中國芯”，一方面所有的晶片產品定義真正來自大陸客戶、系統集成商以及最終行業用戶需求，在源頭上保證晶片真正滿足客戶需求。另一方面，在晶片佈局上緊密契合大陸國內客戶的產品演進，推動視頻監控產業由CIF向D1再向Full HD的持續升級。“中國芯”越來越多之後，將會降低安防產業的准入門檻，使得越來越多的廠商可以參與到視頻監控設備的開發、生產中來。另外，使用門檻的下降，使得視頻監控設備不再局限於銀行、交通、平安城市這樣的行業用戶領域內，而是會帶動民用市場的快速發展，從而將安防監控產業越做越大，市場前景可觀。