AI ISP攝像頭芯片技術(shù)前沿分析

技術(shù)前沿：AI ISP攝像頭芯片（安防、會議、車載）

視頻監(jiān)控芯片具備高度的系統(tǒng)復(fù)雜性和專業(yè)性。視頻監(jiān)控芯片的研發(fā)需要掌握的核心技術(shù)包括ISP技術(shù)、AI處理器技術(shù)、多模視頻編碼技術(shù)、高速高精度模擬電路技術(shù)、先進(jìn)制程SoC設(shè)計(jì)技術(shù)等。此外，AI技術(shù)升級可極大程度上拓展視頻監(jiān)控芯片的功能范圍、應(yīng)用領(lǐng)域和場景，以及提升視頻處理效果等，是未來發(fā)展的主要方向與趨勢，具備AI底層技術(shù)的公司方可更順利地研發(fā)核心技術(shù)、掌握發(fā)展主動(dòng)權(quán)。以上核心技術(shù)均需要專業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)長時(shí)間探索、研發(fā)和不斷驗(yàn)證才能實(shí)現(xiàn)。

視頻監(jiān)控芯片為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心，尤其在安防領(lǐng)域，其技術(shù)的先進(jìn)性、運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性對視頻監(jiān)控系統(tǒng)而言意義重大。因此，下游客戶在選擇視頻監(jiān)控芯片供應(yīng)商時(shí)極為謹(jǐn)慎，對新產(chǎn)品的導(dǎo)入控制非常嚴(yán)格?？蛻敉ǔκ袌錾戏弦蟮亩嗫町a(chǎn)品的可靠性、穩(wěn)定性、兼容性等進(jìn)行驗(yàn)證，從而挑選最合適的芯片方案。

智能安防芯片主要聚焦于智能網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。典型的智能網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案如下圖所示，該方案主要分為前端和后端兩個(gè)部分，前端為網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)（IPC），后端為網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機(jī)（NVR）或混合視頻錄像機(jī)（XVR）。

IPC是智能網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的前端，包括一臺或多臺攝像機(jī)及其配套設(shè)備，用于完成圖像、語音、報(bào)警和狀態(tài)信息采集。鏡頭對光線進(jìn)行聚焦，將光線聚集在圖像傳感器上，圖像傳感器將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，IPCSoC將從圖像傳感器收集到的信號通過內(nèi)部的ISP模塊處理，而后分別送到音視頻編解碼模塊和音視頻智能處理模塊進(jìn)行處理。音視頻智能處理模塊處理的結(jié)果同時(shí)疊加經(jīng)音視頻編解碼模塊壓縮后的音視頻IP碼流，以有線或無線的方式傳輸至NVR/XVR。NVR/XVR是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的后端，NVR/XVR與音視頻編解碼器或IPC協(xié)同工作，可接入多路IPC，完成視頻的錄像、存儲及轉(zhuǎn)發(fā)功能。NVR一般與網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)配套使用，相較于NVR，XVR可接入模擬或網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，實(shí)現(xiàn)DVR/NVR的靈活轉(zhuǎn)換。

（1）IPCSoC產(chǎn)品

IPCSoC是IPC的核心組成部分，主要集成ISP技術(shù)和音視頻編解碼技術(shù)，通常由嵌入式處理器、ISP模塊、音視頻編解碼模塊、AI處理器、網(wǎng)絡(luò)接口模塊、安全加密模塊和內(nèi)存子系統(tǒng)等組成。ISP模塊位于處理流程的最前端，其效率和效果將直接影響音視頻智能處理算法的準(zhǔn)確度以及編解碼的圖像質(zhì)量和壓縮效率。音視頻編解碼模塊能提高壓縮率，用較少帶寬來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸和硬盤存儲的性能。

IPCSoC產(chǎn)品主要面向?qū)I(yè)安防、民用安防和家庭消費(fèi)，提供從1080P到4K+全系列分辨率以及H.264/H.265等主流壓縮編解碼格式。在安防行業(yè)智能化的趨勢下，通過在IPCSoC中嵌入自研AI處理器，使IPCSoC具備結(jié)構(gòu)化處理數(shù)據(jù)、智能計(jì)算分析、輔助成像和圖像識別等功能，促使視頻監(jiān)控設(shè)備從被動(dòng)監(jiān)控向主動(dòng)識別過渡，能夠提升感知精度、感測速度、減小傳輸過程中的噪音影響、降低傳輸和存儲成本。產(chǎn)品可搭載視頻檢索、行為分析、人臉識別、車牌識別等準(zhǔn)確識別技術(shù)，且能夠運(yùn)用于智慧交通，進(jìn)行機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車、行人一體化全結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)識別與分析等。搭載自研AI處理器的IPCSoC產(chǎn)品能夠根據(jù)客戶不同的應(yīng)用場景提供不同級別的AI算力，助力客戶構(gòu)建領(lǐng)先的智能安防產(chǎn)品。

（2）NVRSoC/XVRSoC產(chǎn)品

NVR/XVRSoC是NVR/XVR的核心，為后端視頻監(jiān)控設(shè)備的核心芯片。NVR/XVRSoC用于接收來自IPC的數(shù)字碼流、進(jìn)行錄像、存儲及轉(zhuǎn)發(fā)，顯示至屏幕，后期回溯時(shí)可通過人臉、顏色、車牌、細(xì)節(jié)特征等檢索出相關(guān)視頻后進(jìn)行回放。搭載邊緣AI處理器的NVRSoC產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)圖像識別，強(qiáng)化了后端設(shè)備計(jì)算分析功能，可支持64路IPC或32路模擬高清相機(jī)接入，支持各種主流智能分析算法，同時(shí)可支持SATAHDD、SDCard、eMMC、USB等多樣化存儲入口，基于深度學(xué)習(xí)的智能NVR/XVR設(shè)備和結(jié)構(gòu)化服務(wù)器的中控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)每秒數(shù)百張人臉圖片的分析建模，能夠?yàn)榭蛻籼峁┒喾N個(gè)性化選擇。通過前端IPCSoC和后端NVR/XVRSoC的結(jié)合，為客戶提供端到端的智能解決方案。

2、視頻對講芯片

視頻對講芯片主要應(yīng)用于視頻會議。視頻對講芯片工作模式為將圖像和聲音進(jìn)行采集處理并編碼后通過USB或HDMI等接口傳送至后端主機(jī)，主機(jī)將傳送的信號進(jìn)行應(yīng)用處理并與云端對接。視頻對講芯片產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)2M至16M分辨率的圖像處理能力，通過3DNR等提升低照度場景圖像采集效果；產(chǎn)品的USB接口兼容性高，能夠有效實(shí)現(xiàn)Windows、Linux、Android、MAC等系統(tǒng)的兼容；產(chǎn)品關(guān)鍵功能包括低照度圖像處理、低延時(shí)音視頻處理輸出、多麥克風(fēng)陣列音頻處理；內(nèi)置自研AI處理器支持深度學(xué)習(xí)算法運(yùn)算加速，客戶可根據(jù)其特定需求在產(chǎn)品上研發(fā)符合定制化需求的產(chǎn)品。搭載自研AI處理器的視頻對講芯片可運(yùn)行包括人臉識別、物品分類、手勢識別等深度學(xué)習(xí)的各類算法，在會議場景實(shí)現(xiàn)人臉簽到、語音自動(dòng)翻譯等功能。

3、智能車載芯片

智能車載芯片主要運(yùn)用于車載視覺產(chǎn)品（行車記錄儀、其他車載攝像頭（倒車影像、輔助駕駛系統(tǒng)等））、運(yùn)動(dòng)相機(jī)等領(lǐng)域。車載視覺芯片是車載視覺產(chǎn)品最核心的部件，集成了ISP、編解碼、存儲等功能，用以采集數(shù)據(jù)圖像和壓縮數(shù)據(jù)。按照分辨率分類，車載視覺芯片可分為1080P以下和1080P及以上兩類。目前車載視覺芯片可應(yīng)用于卡片式記錄儀、無屏記錄儀、專車專用隱藏式記錄儀、流媒體后視鏡等行車記錄儀產(chǎn)品及其他前裝車載攝像頭如倒車影像、輔助駕駛系統(tǒng)等。

車載視覺芯片主要包括1080P及以上的多種分辨率，覆蓋200萬至4K像素的產(chǎn)品需求，支持WIFI、4G、SATA、HDMI、USB、網(wǎng)口等多種類型接口，同時(shí)采用H.264/H.265視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)，能夠?qū)崿F(xiàn)高畫質(zhì)、低碼流傳輸；產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)Wifi互聯(lián)，APP側(cè)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控車載場景，保證有效視頻取證并回放關(guān)鍵事件。

在傳統(tǒng)產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，高端車載視覺芯片產(chǎn)品還集成了自研AI處理器，可運(yùn)行多種車載應(yīng)用算法，如輔助駕駛系統(tǒng)、DMS（防疲勞預(yù)警系統(tǒng)）、BSD（盲點(diǎn)監(jiān)測系統(tǒng)）、TSR（交通標(biāo)識識別）等。

高端車載視覺芯片搭載音視頻智能模塊，擁有獨(dú)立操作與運(yùn)行系統(tǒng)，集多元化功能為一體。視頻智能模塊方面，除傳統(tǒng)駕駛輔助、倒車影像、行車記錄及導(dǎo)航功能外，搭載AI處理器的座艙外攝像頭可實(shí)現(xiàn)車道偏離預(yù)警、車輛防碰撞預(yù)警、側(cè)方盲區(qū)監(jiān)測、后方橫穿障礙物檢測、前方移動(dòng)障礙物檢測、標(biāo)識牌識別、紅綠燈提醒、AVM（全景影像系統(tǒng)）、環(huán)路視頻拼接等功能，搭載AI處理器的座艙內(nèi)攝像頭可實(shí)現(xiàn)駕駛員疲勞檢測、身份識別、乘客動(dòng)作識別、遺留物檢測等功能；音頻智能模塊方面，智能車載視覺產(chǎn)品集成了超高信噪比AD/DA，支持多路麥克風(fēng)陣列、遠(yuǎn)距離及嘈雜環(huán)境的清晰拾音、關(guān)鍵詞識別、異常聲源報(bào)警及雙向語音對講下的回聲抑制。

智能車載芯片同樣運(yùn)用于運(yùn)動(dòng)相機(jī)等便攜式設(shè)備，對應(yīng)芯片具備4K高清視頻攝像、超長夜景曝光等功能，可通過HDR（高動(dòng)態(tài)光照渲染圖像）提高視覺動(dòng)態(tài)范圍，且能夠適應(yīng)-40℃~85℃超寬溫度范圍。

集成電路行業(yè)概況

（1）集成電路行業(yè)

1）全球集成電路行業(yè)

集成電路是指利用特殊的制造和封裝工藝，將晶體管、電阻、電容等元件及布線集成于一小塊半導(dǎo)體晶片上的一組微型電子電路。集成電路行業(yè)是信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心，是支撐經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和保障國家安全的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)。集成電路行業(yè)的發(fā)展與下游應(yīng)用的發(fā)展密不可分。

21世紀(jì)以來，隨著計(jì)算機(jī)、液晶電視、手機(jī)、平板電腦等消費(fèi)電子滲透率飽和，行業(yè)增長逐步放緩；但近年來隨著AI、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新興應(yīng)用領(lǐng)域的快速崛起，全球集成電路行業(yè)逐漸恢復(fù)增長。

根據(jù)全球半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)組織、Frost&Sullivan數(shù)據(jù)，2021年全球集成電路行業(yè)市場規(guī)模為4,629億美元，2017-2021年復(fù)合增長率達(dá)7.8%。預(yù)計(jì)2021-2026年，全球集成電路行業(yè)將以8.6%的復(fù)合增長率進(jìn)一步增長，至2026年達(dá)到7,007億美元。

2）中國集成電路行業(yè)

隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中國已成為全球最大的集成電路消費(fèi)市場，以及全球最具活力和發(fā)展前景的市場之一。近年來，隨著消費(fèi)電子、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、汽車電子、工業(yè)控制、醫(yī)療電子等市場需求的不斷提升，以及國家支持政策的不斷推出，中國集成電路行業(yè)發(fā)展快速。根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會、Frost&Sullivan數(shù)據(jù)，2021年中國集成電路行業(yè)銷售額為10,458.3億元，2017-2021年復(fù)合增長率達(dá)17.9%。預(yù)計(jì)2021-2026年，中國集成電路行業(yè)將以15.5%的復(fù)合增長率增長，至2026年市場規(guī)模將達(dá)21,542.0億元。

（2）集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)

近年來，在國家的大力推動(dòng)下，我國集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)快速發(fā)展。根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會、Frost&Sullivan數(shù)據(jù)，2021年中國集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)市場規(guī)模為4,519.0億元，同比增長17.6%，2017-2021年的復(fù)合增長率為21.5%。集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)在集成電路行業(yè)中的比例從2017年的38.3%上升到2021年的43.2%，比例穩(wěn)步上升。預(yù)計(jì)2021-2026年，中國集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)市場規(guī)模將以19.5%的復(fù)合增長率增長，至2026年增至11,033.2億元，在中國集成電路行業(yè)市場規(guī)模的占比將達(dá)到51.2%。

2、人工智能芯片行業(yè)概況

（1）基本介紹

人工智能是一種通過模擬人的智能而達(dá)到能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)效果的新技術(shù)，屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)的分支領(lǐng)域。在人工智能技術(shù)的加持下，機(jī)器逐漸被賦予了類似人類的智慧（如視覺、聽覺等感知能力和對獲取信息的分析能力等），從而拓展了產(chǎn)品能力的邊界，能夠處理和分析大量更加復(fù)雜的異構(gòu)數(shù)據(jù)，輔助人們提高在日常生活或工作等場景中的效率。當(dāng)前，人工智能已覆蓋社會各層級的多方面需求，如安防領(lǐng)域的人臉識別、圖像檢測等分析需求，車載領(lǐng)域的自動(dòng)駕駛、駕駛輔助等需求、工作領(lǐng)域的語音輸入、自動(dòng)翻譯等提升工作效率的需求，以及日常生活中的照片美顏、智能修音等娛樂需求，極大程度上便利了人們的生活。

人工智能算法主流的兩個(gè)技術(shù)階段分別為―訓(xùn)練‖和―推理‖。其中，訓(xùn)練階段主要是為了培養(yǎng)人工智能在復(fù)雜環(huán)境中處理問題的準(zhǔn)確度（如圖像識別、語音合成等），具體做法通常為給予人工智能的基層模型以大量的數(shù)據(jù)或素材對其參數(shù)進(jìn)行配置及調(diào)整，最終在結(jié)果統(tǒng)計(jì)中獲取各方較為均衡、識別率較高的一組參數(shù)值，形成最優(yōu)的結(jié)果，從而完成整個(gè)訓(xùn)練過程。推理階段為訓(xùn)練階段完成后的下一階段，此時(shí)人工智能模型已經(jīng)建立完畢，需要產(chǎn)生對應(yīng)的輸出內(nèi)容（如輸出圖像識別的結(jié)果），這一輸入數(shù)據(jù)后的對應(yīng)輸出過程即為推理。雖然推理階段的單個(gè)任務(wù)計(jì)算所需的算力不大，但一個(gè)復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理需要多次運(yùn)行訓(xùn)練完善后的模型進(jìn)行結(jié)果輸出，因此推理階段的總計(jì)算量同樣十分龐大。

當(dāng)前，以―深度學(xué)習(xí)‖為代表的人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法因其具有高效處理大量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的能力而快速崛起，可對于文本、視頻、圖像、語音等進(jìn)行深度分析。因此，對芯片等承載了算法的硬件設(shè)施也提出了更高的要求。傳統(tǒng)的芯片（如CPU、GPU、DSP、FPGA等）可通過靈活通用的指令集或可重構(gòu)的硬件單元覆蓋人工智能程序底層所需的基本運(yùn)算操作，但因其自設(shè)計(jì)初衷并非為應(yīng)用于人工智能領(lǐng)域，故在芯片架構(gòu)、性能、能效等方面不能適應(yīng)人工智能技術(shù)與應(yīng)用的快速發(fā)展。為滿足智能運(yùn)算的需求，人工智能芯片應(yīng)運(yùn)而生。目前，除了ASIC等專用的芯片外，還會在CPU等傳統(tǒng)芯片的基礎(chǔ)上增加運(yùn)算協(xié)處理器專門用于處理AI應(yīng)用所需要的大并行矩陣計(jì)算，而CPU作為核心邏輯處理器，將會統(tǒng)一進(jìn)行任務(wù)調(diào)度。

人工智能芯片主要應(yīng)用于智能安防、汽車電子、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域，具有視頻分析、語義理解、場景檢測等功能。人工智能芯片本身處于整個(gè)鏈條的中部，需同時(shí)為算法和應(yīng)用提供高效的支持，針對不同應(yīng)用場景，人工智能芯片還應(yīng)具備對主流人工智能算法框架的兼容性、可編程性、可拓展性、低功耗性、體積及造價(jià)符合產(chǎn)品需求等適配能力。

（2）發(fā)展情況

人工智能芯片已在邊緣側(cè)和終端廣泛應(yīng)用，主要承載了本地實(shí)時(shí)響應(yīng)的推理任務(wù)，需要獨(dú)立完成任務(wù)涵蓋、數(shù)據(jù)收集、環(huán)境感知、人機(jī)交互以及部分推理決策控制等功能。在終端設(shè)備中，由于面積、功耗成本等條件限制，人工智能芯片需要以IP形式被整合進(jìn)SoC系統(tǒng)級芯片，主要實(shí)現(xiàn)終端對計(jì)算力要求不高的AI推斷任務(wù)。在邊緣計(jì)算場景，人工智能芯片主要承擔(dān)推斷任務(wù)，通過將終端設(shè)備上的傳感器（麥克風(fēng)陣列、攝像頭等）收集的數(shù)據(jù)代入訓(xùn)練好的模型推理得出推斷結(jié)果。由于邊緣側(cè)場景多種多樣、各不相同，對于計(jì)算硬件的考量也不盡相同，芯片可以是IPinSoC，也可以是邊緣服務(wù)器，對于算力和能耗等性能需求也有大有小。因此應(yīng)用于邊緣側(cè)的計(jì)算芯片需要針對特殊場景進(jìn)行針對性設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的解決方案。

邊緣側(cè)人工智能芯片業(yè)已應(yīng)用到多個(gè)領(lǐng)域，可以通過算法在SoC上運(yùn)行或者在局部元器件上運(yùn)用協(xié)處理器運(yùn)行。目前安防是邊緣側(cè)人工智能首先落地的應(yīng)用領(lǐng)域，也是當(dāng)前最主要的應(yīng)用領(lǐng)域。未來人工智能芯片基于其在視頻內(nèi)容特征提取、內(nèi)容理解方面的天然優(yōu)勢，視頻分析、語音識別、語義理解等功能將隨著行業(yè)內(nèi)技術(shù)的逐步深入變得更為強(qiáng)大，下游應(yīng)用圍繞音視頻處理的泛應(yīng)用場景將依次落地，為行業(yè)帶來變革并進(jìn)一步促進(jìn)市場規(guī)模的增長。

（3）市場規(guī)模

人工智能一直是行業(yè)內(nèi)大力發(fā)展的核心技術(shù)之一，越來越多的公司將人工智能應(yīng)用于其終端產(chǎn)品中以提升產(chǎn)品性能或拓展應(yīng)用領(lǐng)域，這一趨勢帶動(dòng)了人工智能芯片行業(yè)的快速增長。同時(shí)，深度學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)、摩爾定律迭代算力等驅(qū)動(dòng)人工智能發(fā)展的主要因素都在近年來快速崛起，人工智能芯片將迎來長時(shí)間的高需求期。根據(jù)Frost&Sullivan數(shù)據(jù)，2021年全球人工智能芯片市場規(guī)模為255億美元。預(yù)計(jì)2021-2026年，全球人工智能芯片市場規(guī)模將以29.3%的復(fù)合增長率增長，2026年達(dá)到920億美元。

中國在經(jīng)歷了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的追趕之后，正在成為一個(gè)重要的數(shù)據(jù)大國，有利于推動(dòng)人工智能技術(shù)的發(fā)展。此外，中國政府正通過《中國制造2025》、―數(shù)字中國‖等政策推動(dòng)中國產(chǎn)業(yè)的信息化和智能化升級轉(zhuǎn)型，這將為人工智能芯片的發(fā)展提供更多實(shí)際應(yīng)用場景。根據(jù)Frost&Sullivan數(shù)據(jù)，2021年中國人工智能芯片市場規(guī)模為251億元。預(yù)計(jì)2021-2026年，中國人工智能芯片市場規(guī)模將以42.4%的復(fù)合增長率增長，2026年達(dá)到1,470億元。

3、視頻監(jiān)控芯片行業(yè)概況

經(jīng)過多年的發(fā)展和迭代，攝像機(jī)已形成了成熟穩(wěn)定的架構(gòu)。典型的攝像機(jī)主要由鏡頭、圖像傳感器、視頻監(jiān)控芯片、PHY、存儲器、電源芯片等組成。其中，鏡頭對光線進(jìn)行聚焦，將光線聚集在圖像傳感器上，圖像傳感器將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，視頻監(jiān)控芯片則對信號進(jìn)行處理和壓縮，視頻監(jiān)控芯片決定了圖像信號的質(zhì)量和傳遞效率。傳統(tǒng)監(jiān)控只能依靠云端的智能處理和分析，對數(shù)據(jù)傳輸、云端運(yùn)算存儲都造成了較大壓力，同時(shí)實(shí)時(shí)性得不到保障。目前，AI技術(shù)作為全新的技術(shù)變革要素進(jìn)入成像產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。移動(dòng)智能設(shè)備和IoT設(shè)備中，對于圖像的處理和計(jì)算在―查看‖功能之外更要實(shí)現(xiàn)―分析‖功能。因此，圖像硬件廠商更多地在硬件系統(tǒng)中加入支持AI算法特別是深度學(xué)習(xí)的軟件集成，更多的視頻監(jiān)控芯片開始搭載AI運(yùn)算功能，以對圖像信號進(jìn)行深度智能化分析處理，同時(shí)有助于降低監(jiān)控系統(tǒng)帶寬、存儲成本。目前，攝像機(jī)被廣泛應(yīng)用于智能安防、視頻對講、智能車載等領(lǐng)域。針對不同的應(yīng)用場景，攝像機(jī)的結(jié)構(gòu)和使用的視頻監(jiān)控芯片亦有所不同。未來，高清視頻在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用將越來越廣，形成海量復(fù)雜的視頻數(shù)據(jù)，從而帶動(dòng)AI技術(shù)、ISP技術(shù)、視頻編解碼技術(shù)等逐步迭代和更新，并進(jìn)一步推動(dòng)攝像機(jī)及視頻監(jiān)控芯片的升級。

（1）智能安防領(lǐng)域

1）基本介紹

攝像機(jī)最主要的應(yīng)用場景之一為安防監(jiān)控。在―平安城市‖、―智慧城市‖和―平安鄉(xiāng)村‖等政策的推動(dòng)下，公安、交通、金融、政府和企業(yè)大力配合實(shí)施安防工程，城市安防監(jiān)控市場持續(xù)更新迭代。2015年后政府安防計(jì)劃工作重點(diǎn)從城市中心區(qū)域向下沉區(qū)域滲透，包括一二線城市未覆蓋區(qū)域以及三四線城市縣級地區(qū)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)村的安防監(jiān)控市場從無到有釋放出大量空間。

2021年中國安防產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模達(dá)到9,514億元，視頻監(jiān)控在保障社會穩(wěn)定和公共財(cái)產(chǎn)安全的剛需下將成為安防行業(yè)的主要產(chǎn)品。

安防監(jiān)控系統(tǒng)主要由前端和后端兩部分組成。其中，前端部分使用的設(shè)備主要為網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，主要由鏡頭、傳感器和視頻監(jiān)控芯片組成，可對影像進(jìn)行記錄和壓縮并形成相應(yīng)的信號，配備了AI模塊的視頻監(jiān)控芯片還具備智能運(yùn)算的能力，可對前端設(shè)備收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理，從而實(shí)現(xiàn)智能分析和處理；后端部分使用的設(shè)備主要為網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機(jī)等存儲設(shè)備，可對前端設(shè)備記錄的視頻信號進(jìn)行錄像、存儲和轉(zhuǎn)發(fā)，配備了AI模塊的后端設(shè)備還可對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn)圖像識別等功能。

2）發(fā)展情況

安防監(jiān)控先后經(jīng)歷了模擬化、網(wǎng)絡(luò)化、高清化等三個(gè)階段。在模擬化階段，模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)是由前端模擬攝像機(jī)和后端數(shù)字視頻錄像機(jī)組成，傳輸信號為模擬信號，基本職能為實(shí)現(xiàn)本地監(jiān)控；在網(wǎng)絡(luò)化階段，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)在模擬攝像機(jī)的基礎(chǔ)上集成了視頻壓縮和網(wǎng)絡(luò)傳輸處理模塊，同時(shí)較模擬攝像機(jī)具備更高的清晰度。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的出現(xiàn)使得視頻監(jiān)控從僅限于本地監(jiān)控發(fā)展成遠(yuǎn)程監(jiān)控；在高清化階段，高清攝像機(jī)采用先進(jìn)的感光器件，使得圖像清晰度和質(zhì)量更高、場景覆蓋范圍更廣。

目前，安防監(jiān)控行業(yè)迎來了智能化升級階段，通過嵌入AI芯片或在視頻監(jiān)控芯片中嵌入AI模塊，使得攝像機(jī)可對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理、智能計(jì)算分析和圖像識別，促使視頻監(jiān)控設(shè)備從被動(dòng)監(jiān)控向主動(dòng)識別過渡。智能化趨勢將推動(dòng)視頻監(jiān)控應(yīng)用于多元化行業(yè)，從而促進(jìn)視頻監(jiān)控行業(yè)快速發(fā)展。安防監(jiān)控各個(gè)階段使用的前后端設(shè)備及其階段特點(diǎn)如下所示：

3）市場規(guī)模

每一次視頻技術(shù)的改革創(chuàng)新都驅(qū)動(dòng)著安防監(jiān)控行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。隨著全球政治和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會和私人的安防意識和需求愈加強(qiáng)烈，疊加安防產(chǎn)業(yè)的迭代升級，全球安防監(jiān)控行業(yè)進(jìn)入快速上升周期。同時(shí)，安防監(jiān)控行業(yè)正處于智能化的拐點(diǎn)，市場加速放量。發(fā)達(dá)城市雖然安防基礎(chǔ)設(shè)施趨于完善、市場本身增量不足，但在人工智能的賦能下，智能監(jiān)控產(chǎn)品的迭代更新將成為安防監(jiān)控行業(yè)在全球發(fā)達(dá)城市的主要增長點(diǎn)；此外，中國二線及以下城市和亞太地區(qū)存量市場較大，安防監(jiān)控產(chǎn)品滲透率低，與歐美發(fā)達(dá)國家相比仍有較大提升空間。未來隨著民眾安全意識的加強(qiáng)及海外建設(shè)的逐步完善，全球安防監(jiān)控市場規(guī)模將持續(xù)上漲。

根據(jù)Frost&Sullivan數(shù)據(jù)，2021年全球安防視頻監(jiān)控設(shè)備市場規(guī)模為220億美元，2017-2021年復(fù)合增長率為6.9%。在技術(shù)迭代升級、安防監(jiān)控設(shè)備市場下沉的大趨勢下，預(yù)計(jì)2021-2026年，全球安防視頻監(jiān)控設(shè)備市場規(guī)模將以6.3%的復(fù)合增長率增長，2026年達(dá)到299億美元。

IPCSoC是安防監(jiān)控前端設(shè)備中的重要組成部分。從視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)化階段以來，IPC成為了主流的前端設(shè)備，IPCSoC也成為了主流的前端設(shè)備視頻監(jiān)控芯片。在新一輪智能化升級中，IPCSoC與AI模塊相輔相成，共同實(shí)現(xiàn)了圖像識別、結(jié)構(gòu)化分析等復(fù)雜的功能，給視頻監(jiān)控行業(yè)帶來了變革。2020年，受國際貿(mào)易摩擦和宏觀環(huán)境影響，IPCSoC銷售額出現(xiàn)下滑。2021年全球IPCSoC市場環(huán)比改善，市場規(guī)模為6.3億美元，2017-2021年復(fù)合增長率為10.3%。IPCSoC市場未來將伴隨技術(shù)不斷成熟和應(yīng)用場景的持續(xù)滲透將保持高速增長，預(yù)計(jì)2021-2026年，全球IPCSoC市場規(guī)模將以11.5%的復(fù)合增長率增長，2026年達(dá)到10.9億美元。

NVRSoC是安防監(jiān)控后端設(shè)備中的重要組成部分。隨著IP網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，視頻監(jiān)控行業(yè)在全球范圍內(nèi)也逐漸進(jìn)入了網(wǎng)絡(luò)化/高清化時(shí)代，NVR將逐步實(shí)現(xiàn)對DVR的替代。2020年和2021年，受國際貿(mào)易摩擦和宏觀環(huán)境影響，NVRSoC銷售額均出現(xiàn)一定程度下滑。2021年全球NVRSoC市場規(guī)模達(dá)到0.85億美元。在全球安防監(jiān)控市場規(guī)模持續(xù)增長及行業(yè)智能化升級的趨勢下，預(yù)計(jì)2021-2026年，全球NVRSoC市場規(guī)模將以7.7%的復(fù)合增長率增長，2026年達(dá)到1.24億美元。

（2）視頻對講領(lǐng)域

1）基本介紹

攝像頭還被廣泛應(yīng)用于消費(fèi)等領(lǐng)域。以視頻會議系統(tǒng)為例，其主要由終端設(shè)備、本地設(shè)施及軟件、服務(wù)等三部分構(gòu)成，其中終端設(shè)備主要可分為USB視頻會議攝像頭和專用視頻會議設(shè)備，USB視頻會議攝像頭采集會場視頻數(shù)據(jù)，并傳輸給專用視頻會議設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的傳輸交換。視頻監(jiān)控芯片是USB視頻會議攝像頭和專用視頻會議設(shè)備中的重要組成部分，在圖像初始采集后，視頻數(shù)據(jù)往往存在大量冗余信息，不利于網(wǎng)絡(luò)傳輸、存儲和處理，視頻監(jiān)控芯片中的視頻編解碼技術(shù)可縮小占用的帶寬，提升視頻傳輸效率。

2）發(fā)展情況

隨著AI、5G、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的不斷成熟，催生了眾多新興的消費(fèi)級應(yīng)用場景，例如人臉識別驗(yàn)證、視頻會議、智能顯示、智能家居、便攜式設(shè)備等。攝像機(jī)作為重要的感知和信息獲取設(shè)備，將被大規(guī)模地應(yīng)用在上述消費(fèi)應(yīng)用場景。

在人臉識別驗(yàn)證領(lǐng)域，隨著人臉識別支付、人臉門禁、人臉考勤等人工智能應(yīng)用場景逐步成熟，人臉識別驗(yàn)證攝像機(jī)滲透率逐步提高；在視頻會議領(lǐng)域，受外部環(huán)境變化的影響，遠(yuǎn)程辦公模式逐步被認(rèn)可及使用，視頻會議產(chǎn)品迎來爆發(fā)式增長；在智能顯示領(lǐng)域，隨著車載顯示、樓宇對講顯示、工業(yè)人機(jī)接口等應(yīng)用場景智能化程度提高，攝像頭在智能顯示場景將有較大發(fā)展空間；在智能家居領(lǐng)域，隨著家用監(jiān)控?cái)z像頭、掃地機(jī)器人等消費(fèi)電子產(chǎn)品逐步融入家庭場景，攝像頭在家庭場景的需求不斷上升；在便攜式設(shè)備領(lǐng)域，隨著運(yùn)動(dòng)相機(jī)、無人機(jī)、VR/AR等智能設(shè)備的興起，攝像機(jī)的滲透率將不斷提高。

3）市場規(guī)模

以AIoT（人工智能物聯(lián)網(wǎng)）應(yīng)用為例，下游智能家居、智慧城市、智能工業(yè)等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求的釋放使人工智能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備市場增長力強(qiáng)勁。根據(jù)Frost&Sullivan數(shù)據(jù)，全球AIoT市場規(guī)模從2017年的159億美元增長至2021年的319億美元，復(fù)合增長率為19.0%。AIoT因具備智能終端感知和分析能力可加速滲透至家庭居住場景、城市建設(shè)及工業(yè)管理等領(lǐng)域，預(yù)計(jì)2021-2026年，全球AIoT市場規(guī)模將以12.6%的復(fù)合增長率增長，2026年達(dá)到578億美元。上述AIoT市場規(guī)模的高速增長將進(jìn)一步推動(dòng)視頻監(jiān)控芯片市場規(guī)模的增長。

受外部環(huán)境變化影響，在線會議在全球成為主要趨勢之一，推動(dòng)全球視頻會議市場規(guī)模持續(xù)增長。根據(jù)Frost&Sullivan數(shù)據(jù)，全球視頻會議市場規(guī)模在2021年達(dá)到89億美元，預(yù)計(jì)整體市場規(guī)模將在2026年達(dá)到192億美元，年復(fù)合增長率為16.6%。根據(jù)Frost&Sullivan數(shù)據(jù)，2021年全球USB視頻會議攝像頭芯片市場規(guī)模為1.09億美元，2017-2021年復(fù)合增長率為52.8%。未來預(yù)計(jì)USB視頻會議攝像頭芯片市場規(guī)模逐漸飽和，2026年市場規(guī)模約為1.20億美元。

（3）智能車載領(lǐng)域

1）基本介紹

除安防與視頻對講領(lǐng)域外，攝像頭還廣泛應(yīng)用于汽車領(lǐng)域。車載攝像頭是指安裝在汽車上以實(shí)現(xiàn)各種功能的光學(xué)鏡頭，主要應(yīng)用于行車記錄儀、倒車影像和360度全景攝像等場景，為車載攝像機(jī)的主要部件。以行車記錄儀為例，其核心架構(gòu)包含圖像傳感器、視頻監(jiān)控芯片和鏡頭。其中視頻監(jiān)控芯片負(fù)責(zé)圖像采集和數(shù)據(jù)壓縮，直接影響行車記錄儀的成像清晰度和質(zhì)量穩(wěn)定性，是行車記錄儀最核心的部分。2019年7月，交運(yùn)部發(fā)布的《數(shù)字交通發(fā)展規(guī)劃綱要》中，提出要推動(dòng)載運(yùn)工具、作業(yè)裝備智能化；鼓勵(lì)具備多維感知、高精度定位、智能網(wǎng)聯(lián)功能的終端設(shè)備應(yīng)用，提升載運(yùn)工具遠(yuǎn)程監(jiān)測、故障診斷、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、優(yōu)化控制等能力。此外，《數(shù)字交通發(fā)展規(guī)劃綱要》對智能車載攝像頭提出了更高的要求。在AI技術(shù)的賦能下，車載攝像頭芯片算力提升，可高效處理海量異構(gòu)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)車載場景的智能化。

以行車記錄儀為例，在AI技術(shù)逐步賦能車載攝像頭芯片的趨勢下，智能行車記錄儀是未來車載攝像市場的主要智能化應(yīng)用，其擁有獨(dú)立操作與運(yùn)行系統(tǒng)，是集多元化功能為一體的智能高端車載設(shè)備，涵蓋ADAS、倒車影像、行車記錄、智能導(dǎo)航等核心功能。

2）發(fā)展情況

車載攝像頭市場經(jīng)歷了從單攝像頭到多攝像頭、普通攝像頭到智能化攝像頭的發(fā)展歷程。在傳統(tǒng)汽車領(lǐng)域，攝像頭主要應(yīng)用在行車記錄儀、倒車影像等場景，且只具備攝像和存儲功能。在ADAS和自動(dòng)駕駛快速發(fā)展的驅(qū)動(dòng)下，車載攝像頭的使用數(shù)量和功能都發(fā)生了重大變化。根據(jù)ADAS功能的需求，攝像頭的安裝位置有所不同，分為座艙外攝像頭與座艙內(nèi)攝像頭。

座艙外攝像頭主要包括前視攝像頭、后視攝像頭、側(cè)視攝像頭、環(huán)視攝像頭等，除傳統(tǒng)攝像功能外，還包括車道偏離預(yù)警、車輛防碰撞預(yù)警、側(cè)方盲區(qū)監(jiān)測、后方橫穿障礙物檢測、前方移動(dòng)障礙物檢測、標(biāo)識牌識別、紅綠燈提醒、AVM、環(huán)路視頻拼接等功能；座艙內(nèi)攝像頭具備疲勞檢測、駕駛員身份識別、乘客動(dòng)作識別、遺留物檢測等功能。達(dá)到L3自動(dòng)駕駛水平的ADAS系統(tǒng)至少需要10個(gè)以上攝像頭，而L5自動(dòng)駕駛水平所需攝像頭數(shù)量更高，這將為車載攝像頭市場帶來巨大的市場空間。

車載攝像頭市場主要可劃分為前裝、準(zhǔn)前裝和后裝市場。前裝與后裝市場產(chǎn)品的主要區(qū)別在于，在前裝和準(zhǔn)前裝市場中，產(chǎn)品購買者主要為汽車廠商，其更關(guān)注產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性，導(dǎo)入和驗(yàn)證周期較長，技術(shù)迭代較慢；而在后裝市場中，產(chǎn)品購買者主要為汽車車主，其更關(guān)注產(chǎn)品的功能豐富程度和創(chuàng)新性，對產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)有著更高的要求，技術(shù)迭代較快。

當(dāng)前，國家和企業(yè)對乘車安全愈加重視，多項(xiàng)針對汽車前裝產(chǎn)品的國標(biāo)和要求逐步出臺，多地要求乘用車在出廠前需配備行車記錄儀等產(chǎn)品。這一趨勢將帶動(dòng)汽車前裝和準(zhǔn)前裝市場的快速發(fā)展并使整個(gè)車載市場重心由后裝向前裝市場轉(zhuǎn)移。車載攝像頭前裝和準(zhǔn)前裝市場在政策的驅(qū)動(dòng)下加速放量，市場正在從后裝市場逐步向前裝市場轉(zhuǎn)移。

根據(jù)Frost&Sullivan數(shù)據(jù)，2021年單車前裝搭載攝像頭數(shù)量為1.3個(gè)，未來，隨著自動(dòng)駕駛ADAS系統(tǒng)的普遍應(yīng)用，預(yù)計(jì)2026年單車前裝搭載攝像頭將增長至2.7個(gè)。

車載攝像頭可應(yīng)用于乘用車及商用車領(lǐng)域。相較于乘用車，商用車對于車載攝像頭產(chǎn)品的性能提出了更高的要求，國家政策對于重型卡車、輕型卡車及渣土車等車型的車載攝像頭要求逐步明確，促進(jìn)商用車車載攝像頭技術(shù)的變革及市場規(guī)模的擴(kuò)張。

商用車對視頻處理的路數(shù)要求較高，需同時(shí)接入多個(gè)攝像頭進(jìn)行錄制，每一路均需進(jìn)行錄像存儲及錄像分析。這一趨勢將帶動(dòng)商用車市場的高清化、高端化、智能化、多路數(shù)化。

3）市場規(guī)模

近年來，ADAS技術(shù)的逐漸成熟，推動(dòng)了單車搭載攝像頭數(shù)量的大幅提升，全球車載攝像頭市場規(guī)模增速樂觀。首先，ADAS的技術(shù)含量越來越高，對攝像頭的質(zhì)量和數(shù)量的要求都隨之增加；其次，車載芯片的算力得到提升，一顆芯片可以支持多顆的攝像頭同步運(yùn)轉(zhuǎn)，目前攝像頭正在從單目向雙目轉(zhuǎn)變，從而測距的精準(zhǔn)度將得到加強(qiáng)，對芯片性能要求進(jìn)一步提高；另一方面，車載攝像頭需要與整車上各個(gè)單元精準(zhǔn)聯(lián)動(dòng)，因而對于算力的要求亦持續(xù)提升。根據(jù)Frost&Sullivan數(shù)據(jù)，2021年全球車載攝像頭市場規(guī)模為143.6億美元，2017-2021年復(fù)合增長率為13.9%。預(yù)計(jì)2021-2026年，全球車載攝像頭規(guī)模將以10.3%的復(fù)合增長率增長，2026年達(dá)到234.1億美元。

隨著全球汽車產(chǎn)量的穩(wěn)步提升，以及智能駕駛市場的興起，下游車載攝像頭需求持續(xù)上升，同時(shí)對車載攝像頭芯片的編解碼能力、圖像處理能力以及AI應(yīng)用提出了更高的要求，帶動(dòng)全球車載攝像頭芯片往高清化、高端化、智能化、多路數(shù)化演進(jìn)，市場規(guī)模持續(xù)增長。全球車載攝像頭芯片市場規(guī)模從2017年的7.4億美元增長至2021年的22.8億美元，復(fù)合增長率為32.6%。在ADAS、自動(dòng)駕駛等快速發(fā)展的驅(qū)動(dòng)下，單車配置的前裝攝像頭數(shù)量將逐步增長，促進(jìn)全球車載攝像頭芯片市場規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，預(yù)計(jì)2021-2026年，全球車載攝像頭芯片規(guī)模將以31.0%的復(fù)合增長率增長，2026年達(dá)到87.9億美元。

行車記錄儀是車載攝像產(chǎn)品的重要細(xì)分領(lǐng)域，逐漸朝智能化方向發(fā)展。在行車記錄儀芯片方面，根據(jù)Frost&Sullivan數(shù)據(jù)，2021年中國行車記錄儀芯片市場規(guī)模為7.1億元，2017-2021年復(fù)合增長率為20.2%。預(yù)計(jì)2021-2026年，中國行車記錄儀芯片市場規(guī)模將以11.4%的復(fù)合增長率增長，2026年達(dá)到12.2億元。

行業(yè)未來發(fā)展趨勢

1、視頻監(jiān)控芯片的新興應(yīng)用場景不斷拓展

中國視頻監(jiān)控芯片市場需求全球領(lǐng)先，ToB和ToC端的應(yīng)用場景廣闊，近年來市場呈爆發(fā)態(tài)勢。隨著AI場景化持續(xù)落地，單攝技術(shù)已無法滿足兼顧細(xì)節(jié)分析以及多目標(biāo)軌跡關(guān)聯(lián)等各類智能需求，由場景定義的多攝像頭技術(shù)將成為趨勢。多攝像頭技術(shù)可兼顧不同視角、不同參數(shù)、不同功能的需求，在邊緣節(jié)點(diǎn)端聚合多種專為復(fù)雜場景設(shè)計(jì)的深度學(xué)習(xí)算法，形成多場景數(shù)據(jù)融合分析能力。技術(shù)的升級將使處理海量視頻數(shù)據(jù)更加高效，對行業(yè)產(chǎn)生變革性的影響，推動(dòng)下游多種新興應(yīng)用場景的滋生和發(fā)展。

在平安城市、智慧城市和平安鄉(xiāng)村等政策的推動(dòng)下，公安、交通、金融、政府和企業(yè)大力配合實(shí)施安防工程，城市安防監(jiān)控市場持續(xù)更新迭代。2015年后政府安防計(jì)劃工作重點(diǎn)從城市中心區(qū)域向下沉區(qū)域滲透，包括一二線城市未覆蓋區(qū)域以及三四線城市縣級地區(qū)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)村的安防監(jiān)控市場從無到有釋放出大量空間。視頻監(jiān)控在保障社會穩(wěn)定和公共財(cái)產(chǎn)安全的剛需下將成為安防行業(yè)的主要產(chǎn)品；除了傳統(tǒng)的安防監(jiān)控市場之外，下游伴隨視頻監(jiān)控智能化及其特征提取、內(nèi)容理解方面的優(yōu)勢，涌現(xiàn)出視頻會議、車載攝像等一系列新興消費(fèi)類應(yīng)用市場。視頻會議在外部環(huán)境變化的影響下廣泛地被各類用戶使用，視頻會議產(chǎn)品迎來爆發(fā)式增長，發(fā)展前景樂觀；車載攝像方面，在ADAS和自動(dòng)駕駛快速發(fā)展的趨勢下，車載攝像頭的使用數(shù)量大幅提升，其功能要求亦大幅提高。同時(shí)，多項(xiàng)針對汽車前裝產(chǎn)品的國標(biāo)和要求的出臺亦驅(qū)動(dòng)車載攝像頭加速放量。

未來，一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的安防監(jiān)控市場的設(shè)備滲透率依然存在提升空間，同時(shí)伴隨存量市場設(shè)備的高清化、智能化迭代更新，視頻監(jiān)控芯片增長可期；另一方面新興的消費(fèi)類應(yīng)用市場需求日益旺盛，在視頻會議、車載攝像等市場快速增長的驅(qū)動(dòng)下，上游視頻監(jiān)控芯片市場規(guī)模將同步增長。

2、5G時(shí)代視頻監(jiān)控行業(yè)迎來重大發(fā)展機(jī)遇2019年起全球逐步進(jìn)入5G時(shí)代。5G技術(shù)的變革除了具有網(wǎng)絡(luò)廣覆蓋、低延時(shí)、大寬帶等特點(diǎn)外，也將快速升級物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等平臺。計(jì)算芯片和連接能力正在源源不斷地內(nèi)嵌在任何可以通電的設(shè)備上，帶來了設(shè)備形態(tài)的變化、設(shè)備數(shù)量需求的提升、配套軟件的升級、配套硬件的換代等激變的市場格局。萬物互聯(lián)和萬物智能的市場環(huán)境正在加速到來。5G在與AI的結(jié)合中通過AIoT硬件滲透至更廣泛的應(yīng)用中，同時(shí)還將改變傳統(tǒng)儲存和計(jì)算的模式，無線傳輸速度將大幅提升，數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)將顯著降低，視頻清晰度將大幅提高，此前大量難以實(shí)現(xiàn)的功能將快速迭代并落地。在此背景下，硬件設(shè)備需要擁有更高的數(shù)據(jù)處理能力、承載更多的數(shù)據(jù)，這極大程度地促進(jìn)了硬件設(shè)備的升級與數(shù)量的擴(kuò)容，從而推動(dòng)上游芯片需求量的快速增長，使視頻監(jiān)控芯片行業(yè)蓬勃發(fā)展。

3、視頻技術(shù)和應(yīng)用向智能化發(fā)展

視覺感知在學(xué)習(xí)、生產(chǎn)和各種知識傳承中占據(jù)了主要作用。近年來視頻技術(shù)在不斷地發(fā)展，消費(fèi)者越來越重視視覺體驗(yàn)，對清晰度的要求逐步提高，分辨率從576i提升至目前的4K，正在向8K演進(jìn)。視頻監(jiān)控芯片作為視頻技術(shù)的核心元器件在中國的發(fā)展伴隨視頻行業(yè)的技術(shù)變革經(jīng)歷了多段時(shí)期，從最早的模擬化演變至網(wǎng)絡(luò)化，至目前的高清化，未來視頻監(jiān)控芯片將進(jìn)一步向智能化邁進(jìn)。在智能化的趨勢下，視頻監(jiān)控芯片與AI技術(shù)相結(jié)合，從而可以更加高效地處理大量非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，使芯片對視頻內(nèi)容的理解更加透徹，實(shí)現(xiàn)視頻的結(jié)構(gòu)化處理，具備圖像檢測、人臉識別、車載影像、場景識別等功能，從而幫助傳統(tǒng)視頻監(jiān)控實(shí)現(xiàn)從―看得清‖到―看得懂‖、―看得快‖，實(shí)現(xiàn)從―事后查找‖到―事前預(yù)防決策‖、―事中報(bào)警‖的智能化。

行業(yè)與發(fā)行人技術(shù)水平及特點(diǎn)

1、行業(yè)技術(shù)水平發(fā)展情況

（1）圖像處理質(zhì)量能力提升

圖像處理主要包括圖像去噪、圖像增強(qiáng)、自動(dòng)曝光控制、自動(dòng)增益控制、自動(dòng)色彩校正、祛除壞點(diǎn)等功能。當(dāng)前視頻監(jiān)控芯片受到供給與需求的雙層驅(qū)動(dòng)。一方面，圖像處理作為視頻領(lǐng)域最為核心的技術(shù)之一，行業(yè)內(nèi)主要競爭者均持續(xù)投入大量研發(fā)資金進(jìn)行技術(shù)的迭代更新；另一方面，終端產(chǎn)品所支持的圖像畫質(zhì)逐步提升，致使片源圖像質(zhì)量需要同步提升以適配終端產(chǎn)品的需求，最終傳導(dǎo)至視頻監(jiān)控芯片，對其圖像處理質(zhì)量及能力提出更高要求。

（2）AI技術(shù)高速升級

近年來，在算法、數(shù)據(jù)和算力的三重驅(qū)動(dòng)下，人工智能的功能越來越貼近社會中的主流需求，智能分析整合、人臉識別、大數(shù)據(jù)分析等智能視頻技術(shù)蓬勃發(fā)展，越來越多地被應(yīng)用于實(shí)地場景，如在智能安防、視頻對講、智能車載等領(lǐng)域中得到普及推廣。目前，結(jié)合AI技術(shù)的視頻監(jiān)控芯片在技術(shù)上已突破填充率低、分辨率低和信號干擾嚴(yán)重的難題。隨著5G商用、高清4K時(shí)代的到來，視頻處理信息量將迎來爆發(fā)式增長。AI技術(shù)升級可極大程度上幫助視頻監(jiān)控芯片提升視頻信息處理效率、加快各模塊之間的傳輸速度等，是未來發(fā)展的主要方向與趨勢。

人工智能產(chǎn)品迭代發(fā)展亟需AI底層技術(shù)的支持，AI底層技術(shù)包括AI計(jì)算芯片、開源深度學(xué)習(xí)框架/平臺、AI基礎(chǔ)理論機(jī)器相關(guān)模型算法等。AI底層技術(shù)對硬件的發(fā)展形成了底層制約，國外大型科技企業(yè)也正在為AI基礎(chǔ)架構(gòu)設(shè)置生態(tài)門檻。因此在該大環(huán)境下，具備AI底層技術(shù)的公司方可更順利地研發(fā)核心技術(shù)、掌握發(fā)展主動(dòng)權(quán)。

（3）視頻壓縮能力加強(qiáng)

在大多數(shù)系統(tǒng)中，視頻采集處理與視頻存儲二者分布在物理分離的系統(tǒng)中，信息傳輸成本較高。壓縮視頻具有節(jié)省傳輸帶寬、儲存更多內(nèi)容等優(yōu)勢，是各類終端視頻產(chǎn)品的必備功能。當(dāng)前市場正在由高清化向超清化逐步邁進(jìn)，對分辨率、色彩空間、幀率、色彩編碼的要求不斷提高，同時(shí)不同格式碼流的需求也成為標(biāo)準(zhǔn)配置。更高的圖像顯示性能指標(biāo)要求高清視頻監(jiān)控芯片具備更好的視頻壓縮能力，同時(shí)，配套的編解碼能力也需同步提升從而達(dá)到最佳的顯示圖像效果。

主要企業(yè)

在行業(yè)內(nèi)主要競爭對手包括境外知名廠商及境內(nèi)頭部廠商。境外廠商中主要競爭對手包括安霸、聯(lián)詠科技等；境內(nèi)廠商主要包括華為海思、富瀚微、北京君正、寒武紀(jì)、瑞芯微、國科微等。

目前全球IPCSoC市場呈現(xiàn)高度集中狀態(tài)，星宸科技、富瀚微、北京君正、聯(lián)詠科技、安霸、華為海思等公司為IPCSoC市場的主要廠商。根據(jù)Frost&Sullivan數(shù)據(jù)，以出貨量口徑計(jì)算，2021年全球市場份額排名前五的供應(yīng)商合計(jì)占據(jù)了85.5%的市場份額，星宸科技以36.5%的市場份額排名全球第一。

目前全球NVRSoC市場呈現(xiàn)高度集中狀態(tài)，星宸科技、富瀚微、華為海思、聯(lián)詠科技等公司為NVRSoC市場的主要廠商。根據(jù)Frost&Sullivan數(shù)據(jù)，以出貨量口徑計(jì)算，2021年全球市場份額排名前四的供應(yīng)商合計(jì)占據(jù)了97.7%的市場份額，星宸科技以38.7%的市場份額排名全球第一。

得益于線上用戶數(shù)增長、消費(fèi)需求多樣化和技術(shù)快速進(jìn)步，消費(fèi)攝像機(jī)滲透率逐步提高。同時(shí)，視頻會議在外部環(huán)境變化的影響下迎來了爆發(fā)增長。根據(jù)Frost&Sullivan數(shù)據(jù)，以出貨量口徑計(jì)算，2021年全球USB視頻會議攝像頭芯片市場中，星宸科技占據(jù)領(lǐng)先地位，市占率達(dá)到51.8%，領(lǐng)先于聯(lián)詠科技、華為海思和凌陽科技。

當(dāng)前智能車載領(lǐng)域的行車記錄儀芯片市場參與競爭的芯片廠商數(shù)量較多，但頭部格局較穩(wěn)定，中國行車記錄儀芯片市場由凌通科技、星宸科技、聯(lián)詠科技、杰理科技等主導(dǎo)。根據(jù)Frost&Sullivan數(shù)據(jù)，以出貨量口徑計(jì)算，凌通科技、星宸科技、聯(lián)詠科技和杰理科技2021年中國市場市占率分別為25.0%、24.0%、16.0%和15.0%，合計(jì)達(dá)到80.0%，

（1）華為海思

華為海思成立于2004年10月，前身是創(chuàng)建于1991年的華為集成電路設(shè)計(jì)中心。華為海思總部位于深圳，在北京、上海、美國硅谷和瑞典設(shè)有設(shè)計(jì)分部，主要業(yè)務(wù)包括消費(fèi)電子、通信等領(lǐng)域的芯片及解決方案，已推出網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控芯片及解決方案、可視電話芯片及解決方案、DVB芯片及解決方案和IPTV芯片及解決方案。

（2）安霸（AMBA.O）

安霸成立于2004年，于2012年10月在美國納斯達(dá)克上市，是一家專注于低功耗、超高清視頻解壓縮和機(jī)器視覺圖像處理的SoC芯片設(shè)計(jì)公司，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外各種高清和超高清攝像頭。截至2022年1月31日，安霸的總資產(chǎn)為6.58億美元，凈資產(chǎn)為5.47億美元；2021/2022財(cái)年安霸實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入為3.32億美元，實(shí)現(xiàn)歸屬普通股東凈利潤為-0.26億美元。

（3）聯(lián)詠科技（3034.TW）

聯(lián)詠科技成立于1997年，于2001年4月在中國臺灣證券交易所上市，是一家以顯示器技術(shù)及影像處理技術(shù)為主軸的IC設(shè)計(jì)公司，產(chǎn)品含括平面顯示器驅(qū)動(dòng)晶片、視訊及電視控制晶片、數(shù)位廣播控制晶片、影像控制晶片、光儲存多媒體晶片等。截至2022年12月31日，聯(lián)詠科技的總資產(chǎn)為225.67億元，凈資產(chǎn)為147.17億元；2022年度聯(lián)詠科技實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入為246.79億元，實(shí)現(xiàn)歸屬普通股東凈利潤為62.78億元。

（4）富瀚微（300613.SZ）

富瀚微成立于2004年，于2017年2月在深圳創(chuàng)業(yè)板上市，專注于視頻監(jiān)控芯片及解決方案，向客戶提供高性能視頻編解碼SoC和圖像信號處理器芯片，滿足高速增長的數(shù)字視頻監(jiān)控市場對視頻編解碼和圖像信號處理芯片的需求。截至2022年12月31日，富瀚微的總資產(chǎn)為34.48億元，凈資產(chǎn)為25.09億元；2022年度富瀚微實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入為21.11億元，實(shí)現(xiàn)歸屬母公司股東的凈利潤為3.98億元。

（5）北京君正（300223.SZ）

北京君正成立于2005年，于2011年5月在深交所創(chuàng)業(yè)板上市，專注于微處理器芯片、智能視頻芯片等ASIC芯片產(chǎn)品及整體解決方案。北京君正的微處理器產(chǎn)品線主要應(yīng)用于生物識別、二維碼識別、商業(yè)設(shè)備、智能家居、智能穿戴、教育電子及其他物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)領(lǐng)域，智能視頻產(chǎn)品線主要應(yīng)用于安防監(jiān)控、智能門鈴、人臉識別設(shè)備等領(lǐng)域。截至2022年12月31日，北京君正的總資產(chǎn)為124.22億元，凈資產(chǎn)為112.59億元；2022年度北京君正實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入為54.12億元，實(shí)現(xiàn)歸屬母公司股東的凈利潤為7.89億元。

（6）寒武紀(jì)（688256.SH）

寒武紀(jì)成立于2016年，于2020年7月在上交所科創(chuàng)板上市，專注于人工智能芯片產(chǎn)品的研發(fā)與技術(shù)創(chuàng)新，致力于打造人工智能領(lǐng)域的核心處理器芯片，其主要產(chǎn)品包括終端智能處理器IP、云端智能芯片及加速卡、邊緣智能芯片及加速卡以及與上述產(chǎn)品配套的基礎(chǔ)系統(tǒng)軟件平臺。截至2022年12月31日，寒武紀(jì)的總資產(chǎn)為57.70億元，凈資產(chǎn)為49.40億元；2022年度寒武紀(jì)實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入為7.29億元，實(shí)現(xiàn)歸屬母公司股東的凈利潤為-12.57億元。

（7）瑞芯微（603893.SH）

瑞芯微成立于2001年，于2020年2月在上交所主板上市，瑞芯微是一家專注于智能應(yīng)用處理器芯片、電源管理芯片及其他芯片的集成電路設(shè)計(jì)公司，主要致力于大規(guī)模集成電路及應(yīng)用方案的設(shè)計(jì)、開發(fā)和銷售，為客戶提供芯片、算法等完整參考解決方案。公司產(chǎn)品涵蓋智能應(yīng)用處理器芯片、電源管理芯片、接口轉(zhuǎn)換芯片、無線連接芯片及與自研芯片相關(guān)的組合器件等。截至2022年12月31日，瑞芯微的總資產(chǎn)為33.70億元，凈資產(chǎn)為29.20億元；2022年度瑞芯微實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入為20.30億元，實(shí)現(xiàn)歸屬母公司股東的凈利潤為2.97億元。

（8）國科微（300672.SZ）

國科微成立于2008年，于2017年7月在深交所創(chuàng)業(yè)板上市，其主營產(chǎn)品包括高端固態(tài)存儲主控芯片及相關(guān)產(chǎn)品、H.264/H.265高清安防芯片、直播衛(wèi)星高清解碼芯片、智能4K解碼芯片、北斗導(dǎo)航定位芯片等一系列擁有核心自主知識產(chǎn)權(quán)的芯片等。主要應(yīng)用于固態(tài)硬盤產(chǎn)品相關(guān)拓展領(lǐng)域、高清IPCamera產(chǎn)品、衛(wèi)星智能機(jī)頂盒、有線智能機(jī)頂盒、IPTV、OTT機(jī)頂盒以及車載定位與導(dǎo)航、可穿戴設(shè)備等對導(dǎo)航/定位有需求的領(lǐng)域。截至2022年12月31日，國科微的總資產(chǎn)為84.90億元，凈資產(chǎn)為39.96億元；2022年度國科微實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入為36.05億元，實(shí)現(xiàn)歸屬母公司股東的凈利潤為1.52億元。

行業(yè)發(fā)展態(tài)勢及面臨的機(jī)遇

（1）全球范圍內(nèi)的集成電路產(chǎn)業(yè)重心轉(zhuǎn)移

在全球集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷史中，價(jià)值鏈的遷移和分工的逐步細(xì)化是行業(yè)的大趨勢。全球半導(dǎo)體行業(yè)沿美國、日本、韓國、中國臺灣、中國大陸的方向逐步轉(zhuǎn)移。20世紀(jì)70年代開始，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)首次由美國向日本進(jìn)行轉(zhuǎn)移。

十年后，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)再次轉(zhuǎn)移，由日本轉(zhuǎn)向韓國與中國臺灣。當(dāng)前，中國大陸正在迎接半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的第三次轉(zhuǎn)移，在前期的積累下，中國已經(jīng)為此次的產(chǎn)業(yè)鏈轉(zhuǎn)移打好了夯實(shí)的基礎(chǔ)。

得益于中國的人口紅利，臺積電、聯(lián)電等多家境外大型半導(dǎo)體企業(yè)紛紛在中國大陸建廠，境內(nèi)晶圓代工廠中芯國際、華虹半導(dǎo)體也在多地逐步擴(kuò)張產(chǎn)能。同時(shí)，本土集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)在國家政策與產(chǎn)業(yè)鏈配套日益完善的促進(jìn)下，技術(shù)日益精進(jìn)，晶圓制造工藝逐步改進(jìn)，境內(nèi)封測企業(yè)技術(shù)水平達(dá)到國際先進(jìn)水平，境內(nèi)也已出現(xiàn)多家在全球享有聲譽(yù)的設(shè)計(jì)廠商。整體來看，中國已經(jīng)具備承接半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)第三次轉(zhuǎn)移的技術(shù)實(shí)力，在良好的市場環(huán)境下，勢必將為更多半導(dǎo)體企業(yè)帶來巨大的發(fā)展契機(jī)。

（2）政策大力支持集成電路及安防監(jiān)控行業(yè)發(fā)展

2014年國務(wù)院印發(fā)了《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》，提出到2020年，集成電路產(chǎn)業(yè)與國際先進(jìn)水平差距逐步縮小，企業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力大幅增強(qiáng)的發(fā)展目標(biāo)，自此集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展被上升為國家戰(zhàn)略；2016年，國務(wù)院印發(fā)了《關(guān)于―十三五‖國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的通知》，提出啟動(dòng)集成電路重大生產(chǎn)力布局規(guī)劃工程，實(shí)施一批帶動(dòng)作用強(qiáng)的項(xiàng)目，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)能力實(shí)現(xiàn)快速躍升。加快關(guān)鍵產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)能力和應(yīng)用水平，推動(dòng)封裝測試、關(guān)鍵裝備和材料等產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展等目標(biāo)；2019年，財(cái)政部、稅務(wù)部等十三部聯(lián)合印發(fā)《制造業(yè)設(shè)計(jì)能力提升專項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃（2019-2022年）》，提出在電子信息領(lǐng)域，大力發(fā)展集成電路設(shè)計(jì)、大型計(jì)算設(shè)備設(shè)計(jì)、個(gè)人計(jì)算機(jī)及智能終端設(shè)計(jì)、人工智能時(shí)尚創(chuàng)意設(shè)計(jì)、VR/AR設(shè)備、仿真模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)等，加碼半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展；2019年，工業(yè)和信息化部、國家廣播電視總局、中央廣播電視總臺聯(lián)合印發(fā)《超高清視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2019-2022年）》，提出加快推進(jìn)超高清監(jiān)控?cái)z像機(jī)等的研發(fā)量產(chǎn)。推進(jìn)安防監(jiān)控系統(tǒng)的升級改造，支持發(fā)展基于超高清視頻的人臉識別、行為識別、目標(biāo)分類等人工智能算法，提升監(jiān)控范圍、識別效率及準(zhǔn)確率，打造一批智能超高清安防監(jiān)控應(yīng)用試點(diǎn)。2020年，國務(wù)院印發(fā)《新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》的通知，旨在進(jìn)一步優(yōu)化集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境，深化產(chǎn)業(yè)國際合作，提升產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力和發(fā)展質(zhì)量。

近年來，國家和各級地方政府不斷通過產(chǎn)業(yè)政策、稅收優(yōu)惠政策、成立產(chǎn)業(yè)基金等方式支持人工智能和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展，有望帶動(dòng)行業(yè)技術(shù)水平和市場需求不斷提升。

（3）下游終端市場推動(dòng)市場需求持續(xù)增長

視頻監(jiān)控芯片擁有廣泛的下游市場應(yīng)用，主要包括智能安防、視頻對講、智能車載等。隨著人工智能、5G、物聯(lián)網(wǎng)等終端應(yīng)用趨勢的不斷演進(jìn)，下游市場產(chǎn)品技術(shù)提升，客戶對產(chǎn)品的需求愈加旺盛，下游應(yīng)用領(lǐng)域的繁榮也推動(dòng)了上游半導(dǎo)體與集成電路設(shè)計(jì)市場的穩(wěn)步發(fā)展。未來，伴隨傳統(tǒng)的終端應(yīng)用在產(chǎn)品變革的背景下需求量持續(xù)增加，新興的消費(fèi)類應(yīng)用市場需求日益旺盛，人工智能、5G、視頻會議等終端市場快速崛起等有利因素，視頻監(jiān)控芯片行業(yè)需求將持續(xù)高速增長。

審核編輯：劉清