安防芯片丨一鲸落，万物生

安天下
安博会1号馆，除了海大宇华等综合解决方案商，还有一些国内的零部件企业值得关注，其中主要是日渐主流的国产镜头企业如宇瞳光学及凤凰等，还有就是安防芯片企业，包括海思、瑞芯微、富瀚微等，另外，冉冉升起的芯片之星星宸不在1号馆在在6号馆。
 


两年前，AI赋能安防视频监控高速发展，芯片助力AI摄像机的各种智能功能，大家讨论的是算力与算法的融合，海思的高端芯片支撑高端算法让AI智能实现各种可能。两年前，安防SOC芯片市场的绝对主力只有海思，无他。
 


两年前，海思在安防芯片市场的份额高达70%左右，其它的厂商，像星宸科技、富瀚微、北京君正、国科微等，份额加总基本上都是在20%以下徘徊，差海思比较远。
 
两年时间，发生了很多事。大家无暇顾及芯片的算力，关注的是芯片的供货。于是，断货、囤货、涨价、，替代方案…在持续的观望及绝望后，大家各寻出路。期间，第二梯队的星宸科技、富瀚微、北京君正、国科微等厂商开始填补华为海思空出来的市场份额。
 
据机构的数据，2020年海思在安防市场的份额可能已经只有30%左右了，而有联发科背景的星宸科技排名第二，份额达到了25%左右，成为大赢家。
 


根据行业相关数据，估计我国2021年AI 摄像头出货量为2000万个，年均复合增长率80%，AI摄像机占比10%左右，则整体网络摄像机数量在2亿左右。而加总ISP,AI芯片及NVR芯片，整体芯片数据规模不小。常态下，IPC SoC中低端产品售价2美金（占比约 75%），中端售价 5 美金（占比约20%），高端产品售价10~30 美金（占比约5%）。
 
高端以海思Hi35系列芯片为例，价格出现异常。平常价格大概为150元的芯片，已经涨超4倍，交易价到达600元。定位高端的Hi3559A，价位则从600元一度被炒至3000元以上，甚至传出单价飙到5000元左右。根据测算，DVR/NVR SoC 均价约 25 元人民币。随着AI NVR SoC 芯片渗透率提升，价格有望上升。
 


上图是模拟摄像机及IP摄像机架构图，涉及镜头，IPS芯片，编码芯片及后端存储等。
 
ISP：视频监控摄像机成像质量的关键
 
ISP 芯片的主要作用是对摄像机前端的图像传感器（CCD 或 CMOS）所采集的原始图像信号进行处理，使图像得以复原和增强。ISP 芯片的性能好坏直接决定了视频监控摄像机的成像质量。ISP可以运行各种算法程序，实时处理图像信号。ISP 的控制结构由 ISP 逻辑和运行在上面的 Firmware 两个部分组成，逻辑单元除了完成一部分算法处理外，还可以统计出当前图像的实时信息。
 
目前ISP的代表厂商是富瀚微，富瀚微是海康二股东龚虹嘉关联投资及属于海康关联公司，目前海康的采购量数额已经几个亿规模。富瀚微早在2010年前后开发出基于CMOS图像传感器的ISP芯片，首先通过华南地区的中小安防监控设备厂商占据了一定的市场，后继其产品成功导入海康威视，进一步替代了国外厂商（例如Nextchip）的份额。
 
IPC SoC：安防芯片核心的核心
 
SOC芯片是视频监控网络摄像机的核心，SOC通常是芯片的组合及集成，具有图像处理、编码压缩等复合功能。IPC SoC 通常包含ISP 模块和视频编码模块，经过摄像机前端图像传感器采集的视频原始数据经过ISP 模块处理后，送到视频编码模块进行压缩，压缩后的视音频码流传输到后端NVR或流媒体服务器，NVR 对视音频数据进行接收处理并存储。
 
SOC 的发展经历了三个阶段。第一阶段主要为图像处理能力的提升，产品自动曝光控制能力、自动白平衡能力、色彩校正能力等不断提高。第二阶段开始关注 IPC 编码处理能力的提高(从H.264到HEVC等)。第三阶段是AI算法的融合及多种智能化功能。

早期IP摄像机SOC的代表，绝对主力，当仁不让的供应商就是海思。目前，海思之后，行业内主要公司包括星宸科技、富瀚微、北京君正、国科微、海思，部分 SoC芯片厂商晶晨股份、全志科技、瑞芯微也纷纷布局安防 SoC 领域。SOC的一个典型就是海思Hi3519及Hi3559—AI摄像机高端芯片， Hi3559是一款12nm制程的8K超高清IPC SoC芯片，集成了NNIE（神经网络引擎）模块有4T AI算力，且性价比很高，遭到断货，爆炒。深耕安防领域多国内 ISP 龙头富瀚微，同时积极布局 IPC，并于 21年推出高端产品 8858。
 
DVRSoC：集编解码、压缩、储存于一身
 
DVR及模拟摄像机的配套存储产品，早期的DVR芯片主要是国外厂商供货（TI/飞利浦等）。芯片具有视频模数转换、编码压缩、存储及显示等需求。DVR 市场中厂家众多，且各家产品之间同质化较为严重，这使得 DVR 市场内部竞争异常激烈。随着高清网络摄像机的发展和价格的降低，DVR 产品正面临着来自 NVR 的挑战及逐步淘汰。
 
NVR SoC：需求优势随网络化进一步扩大
 

NVR是数字及网络时代的视频存储产品，与DVR不同，NVR不具备视频编码压缩功能，而是将IPC的视频进行存储及转发、管理，从而实现网络化带来的分布式架构优势，在图像处理、图像储存、检索、备份、以及网络传递、远程控制等方面优于模拟监控系统。

 

AI芯片：AI摄像机算法及智能落地的关键

 

早期安防领域最主流的深度学习芯片方案是GPU，GPU芯片几乎被英伟达垄断。但GPU存在成本、效率、功耗等瓶颈，现已有针对安防产业开发的FPGA/ASIC智能芯片，如北京君正的NPU协处理器（ASIC）、深鉴科技的DPU芯片（FPGA）、寒武纪的AI服务器芯片（ASIC等）。另外，根据应用场景定制的专用SoC智能监控芯片的逐渐成熟（安霸、海思的方案已经在小排量测试，而海康大华也都在开发自研智能监控SoC芯片），高性价比的专用芯片。

 


从一家独大到百家争鸣

 

安防及AI监控的需求持续旺盛，当海思在IPCSoC出货量份额从70%降至30%，留出的份额则被星宸科技、富瀚微、北京君正、国科微等拿下，行业统计其分别占到25%、17%、12%、5%的市场份额。各家的上半年财报印证了如上统计，比如：富瀚微营收7.18亿元，同比增长154.37%；国科微营收9.52亿元，同比增长393.07%；北京君正营业收入23.36亿元，同比增长588.46%。一位智能安防终端厂商人士分析称，海思退出，格局得到优化，国内ISP龙头富瀚微和AI相机芯片供应商星宸科技成为行业内领先者，抢占大量份额。 


小结：华为受限，短期看，各个视频监控厂家受到芯片供应的诸多牵绊，不得不找替代产品甚至业务受阻。同时，给其他中小芯片厂商带来难得发展和突破的机会，不仅是市场，更多是技术。长期看，中国的自主芯片产业因此迎来一波发展机会。希望海思受困局面尽快改观，归来仍是王者，不过，当海思归来之时，智能安防芯片格局可能已经从一家独大变为共同繁荣，这对中国的安防行业及芯片产业，也都是好事。中国的芯片产业更强，安防供应链也更健康。从缺芯的山穷水尽到柳暗花明，海思和其他安防芯片企业，都在路上。


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