安防芯片制造国内力量崛起 海思引领市场

科技资讯 2020-02-10

在安防芯片制造领域,国际企业一度占据主流市场,具有绝对的领先权;近两年,伴随着国内智慧城市深入推广,安防需求日益旺盛,国内安防技术得到大幅提升和进步,以海思为代表的国内安防芯片制造商力量正在崛起。
  一、国外芯片制造商
  国外芯片厂商主要有英伟达、英特尔、安霸、TI、索尼、特威、三星、谷歌等。
  英伟达作为老牌的芯片制造商在安防行业深耕多年与安防行业众多企业都有合作,近年来,以GPU为核心的芯片方案被应用在海康威视、大华股份、宇视科技等多个安防企业的新产品中。
  英特尔是另一家与安防行业合作紧密的芯片厂商,凭借在物联网端到端全栈实力与深度学习技术优势,英特尔也与海康威视、宇视科技建立了深度合作关系。
  安霸作为一个年轻的团队,专注视频压缩与图像处理,采用ISP编码,码流低、稳定性好,被中高端市场喜爱,但其开放性小,成型简单的不足也对其产生一定限制。
  索尼、三星、谷歌等国际知名企业对安防芯片的涉足主要还是源于人工智能的发展,以及公司对安防业务的拓展需求,目前与安防厂商合作不多。
  二、国内芯片制造商
  国内厂商主要有海思(华为)、国科微、中星微、北京君正、富瀚微、景嘉微、寒武纪、深鉴、中科曙光等在安防芯片领域都有布局。
  海思作为华为旗下芯片制造商,是目前安防行业国产芯片佼佼者。海思以H.265标准为核心的技术,对国内安防厂商是具有高性价比的选择。中星微以SVAC标准为核心开发的芯片在国内安防行业也具有一定影响力。而已人工智能发展需求为核心,
  而深鉴科技的DPU芯片(FPGA)、北京君正的NPU协处理器(ASIC)、寒武纪的AI服务器芯片(ASIC)等的发展,为我国芯片产业注入活力!
  其中,海思布局比较完善,在IPCSoC市场占有大量份额,并且已经覆盖云端及边缘。以下为国内主要厂商在领域布局情况:
  海思:
  海思半导体是一家半导体公司,海思半导体有限公司成立于2004年10月,前身是创建于1991年的华为集成电路设计中心。海思公司总部位于深圳,在北京、上海、美国硅谷和瑞典设有设计分部。海思的产品覆盖无线网络、固定网络、数字媒体等领域的芯片及解决方案,成功应用在全球100多个国家和地区。
  目前,在视频编解码芯片领域海思是绝对的霸主。根据HIS统计数据,2016年海思以62%的出货占比,远超TI、NXP和Ambarella等国外企业。另外,在网络摄像机(IPC)SoC芯片市场中,海思半导体可谓一家独大。
  主要产品:Hi3516CV500等、云端AI芯片"腾"系列
  国科微:
  国科微电子股份有限公司成立于2008年,长期致力于智能机顶盒、智能监控、存储、物联网等领域大规模集成电路及解决方案开发。
  国科微2015年进入安防IPC领域,凭借其优秀的ISP性能、完善的系统架构、超高的系统集成度、优异的低功耗设计等高性价比优势,先后推出GK710x等系列H.264监控芯片,新一代H.265智能监控芯片GK720系列及产品解决方案,广泛应用于平安城市、智能家居、交通、金融、学校等行业级、民用消费级安防监控市常
  主要产品:GK7205/GK7205S、GK7202、GK7101、GK7102
  景嘉微:
  长沙景嘉微电子股份有限公司成立于2006年4月,致力于信息探测、信息处理和信息传递领域的技术和综合应用,为客户提供高可靠、高品质的解决方案、产品和配套服务。目前是国内率先成功自主研发国产化图形处理芯片(GPU)并产业化的企业。
  景美系列GPU芯片是高可靠性、高性能、低功耗的图形处理芯片,能够高效的完成图形加速功能,并提供了多种丰富的外设接口,支持外视频在图形上进行开窗、缩放、旋转以及叠加显示。
  主要产品:JM5400、JM7200
  富瀚微:
  上海富瀚微电子股份有限公司成立于2004年4月,专注于视频监控芯片及解决方案,满足高速增长的数字视频监控市场对视频编解码和图像信号处理的芯片需求。
  在视频监控方面,可提供高性能视频编解码SoC和图像信号处理器芯片,主要包括IPCSoC和CameraISP两个方面。
  主要产品:FH8856、FH8852、FH8632、FH8535、FH8538D等。
  云天励飞
  云天励飞成立于2014年,经过短短几年的发展已成为一家提供五位一体(芯片+算法+数据+应用+服务)端到端全栈式解决方案的供应商。其"深目"方案已经被广泛应用到平安城市、智慧城市、智慧商业、无人机船车、机器人和智能制造等行业。
  云天励飞在2016年完成了第一代深度学习神经网络处理器NNP100的研制,并基于FPGA载体实现商用。2018年8月,云天励飞面向嵌入式端的边缘人工智能芯片IPU成功流片。
  主要产品:NNP100
  地平线
  地平线基于自主研发的边缘计算平台及领先的深度学习算法,可以实现边缘端AI的计算与推广,为客户提供高清人脸识别摄像机、高性能视频结构化服务器及高性能、低功耗、低成本的全栈式智慧城市解决方案。
  主要产品:旭日1.0芯片
  阿里巴巴
  2018年4月,阿里巴巴宣布达摩院正在研发一款神经网络芯片–Ali-NPU。这款芯片将用于图像视频分析、机器学习等AI推理计算。
  Ali-NPU将应用在解决图像、视频识别、云计算等商业场景的AI推理运算问题,提升运算效率、降低成本。据阿里方面透露,按照设计,阿里巴巴的Ali-NPU性能,将是目前市面上主流CPU、GPU架构AI芯片的10倍,而制造成本和功耗仅为一半,性价比超过40倍。该芯片成熟后将通过阿里云提供公共服务。
  主要产品:Ali-NPU
  依图科技:
  2019年5月,依图宣布推出其首款视觉推理AI芯片产品questcore(中文名"求索"),该款芯片采用16nm工艺,最高能提供每秒15TOPS(每秒万亿次运算)的视觉推理性能,适用于人脸识别等多种任务场景。
  questcore单芯片可支持64路视频高清实时解码,支持50路视频实时解析,可支持视觉的检测、分类、识别、跟踪等任务。
  主要产品:questcore
  三、海思芯片的鹊起
  在2018和2019年,安防产业结合人工智能技术落地后的大规模应用,迎来了新的发展。而人工智能+安防带来的产业的发展离不开三个基本要素,即算法,数据和算力,其中,算力的关键在芯片。海思作为全球IPC芯片的领头人,带来了多达20款极具竞争力和优势的芯片,在IPC的SoC市场一度占到全球70%的份额。
  海思的崛起,要从视频监控分辨率提升开始说起。视频监控在安防行业占比大约6成左右,而随着镜头素质以及传感器性能的提高,视频和图像的分辨率也越来越高,随之而来的原始数据量也越来越大,如果没有好的研所编码算法来压缩文件的体积,这些数据根本无法被存储和传输。基于视频的编解码标准是在九十年代后期,伴随着录像机、VCD、DVD等设备的出现的,VCD使用的就是MPEG2压缩标准。
  传统的磁带录像机作为视频监控后端设备,要使用大量的磁带,对存储空间和物理空间都消耗非常的大,需要访问历史资料也非常不便。硬盘录像机DVR的存储容量大,并且可以管理多块硬盘,于是大规模的后端数字化改造开始了。第一代DVR主流的硬件方案还是国外厂商的,如飞利浦的SAA7113+PNX13;到2005年,第二代DVR开始采用MPEG4/H.264压缩算法,海思的H.264视频编解码芯片在这个关键时间点,出现在了市场上,在DVR快速发展的时期,把握住了行业核心需求–视频编解码能力,从而快速发展壮大。
  现在,在同等图像质量的前提下,H.264的压缩比是MPEG-2格式的2倍以上,压缩率可达到100:1以上,H.265的压缩比相对H.264又提升了一倍。华为现在在编解码的国际标准上有很大的参与度,其中的很大一部分贡献来自海思。
  纵观整个芯片市场,顶层依然是Nvidia(针对GPU而言)Intel(CPU而言)得天下。而针对安防监控SoC市场,海思可以说全面压制其他对手。现在,视频编解码芯片被集中于SoC系统级芯片之上,(片上系统,将电路板上的多块芯片以及嵌入式软件,全部封装进一块芯片当中,在单个芯片上,就能完成一个电子系统的功能)。而IP摄像机SoC市场中,是以编解码能力为核心要素的,不难理解,海思能做好编解码,因此能够整合片上周边资源来提供一系列的SoC方案。现在,海思在IP摄像机SoC的基础之上,推出了新的智能芯片,并已经形成了系列化的产品:Hi3559AV100、Hi3519AV100、Hi3516DV300、Hi3516CV500。

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