智能安防芯片行业发展基本情况

智能安防芯片行业发展基本情况一、 集成电路行业概况（一）全球集成电路行业概况集成电路是指利用特殊的制造和封装工艺，将晶体管、电阻、电容等元件及布线集成于一小块半导体晶片上的一组微型电子电路。集成电路行业是信息技术产业的核心，是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业。集成电路行业的发展与下游应用的发展密不可分。21世纪以来，随着计算机、液晶电视、手机、平板电脑等消费电子渗透率饱和，行业增长逐步放缓；但近年来随着AI、大数据、云计算、物联网等新兴应用领域的快速崛起，全球集成电路行业逐渐恢复增长。根据全球半导体贸易统计组织、Frost&Sullivan数据，2021年全球集成电路行业市场规模为4，629亿美元，2017-2021年复合增长率达78%。预计2021-2026年，全球集成电路行业将以86%的复合增长率进一步增长，至2026年达到7，007亿美元。（二）中国集成电路行业概况随着中国经济的快速发展，中国已成为全球最大的集成电路消费市场，以及全球最具活力和发展前景的市场之一。近年来，随着消费电子、移动互联网、汽车电子、工业控制、医疗电子等市场需求的不断提升，以及国家支持政策的不断推出，中国集成电路行业发展快速。根据中国半导体行业协会、Frost&Sullivan数据，2021年中国集成电路行业销售额为10，4583亿元，2017-2021年复合增长率达179%。预计2021-2026年，中国集成电路行业将以155%的复合增长率增长，至2026年市场规模将达21，5420亿元。近年来，在国家的大力推动下，我国集成电路设计行业快速发展。根据中国半导体行业协会、Frost&Sullivan数据，2021年中国集成电路设计行业市场规模为4，5190亿元，同比增长176%，2017-2021年的复合增长率为215%。集成电路设计行业在集成电路行业中的比例从2017年的383%上升到2021年的432%，比例稳步上升。预计2021-2026年，中国集成电路设计行业市场规模将以195%的复合增长率增长，至2026年增至11，0332亿元，在中国集成电路行业市场规模的占比将达到512%。二、 视频监控芯片行业技术水平发展情况（一）视频监控芯片图像处理质量能力提升图像处理主要包括图像去噪图像增强自动曝光控制自动增益控制自动色彩校正祛除坏点等功能。当前视频监控芯片受到供给与需求的双层驱动。一方面，图像处理作为视频领域最为核心的技术之一，行业内主要竞争者均持续投入大量研发资金进行技术的迭代更新；另一方面，终端产品所支持的图像画质逐步提升，致使片源图像质量需要同步提升以适配终端产品的需求，最终传导至视频监控芯片，对其图像处理质量及能力提出更高要求。（二）视频监控芯片AI技术高速升级近年来，在算法、数据和算力的三重驱动下，人工智能的功能越来越贴近社会中的主流需求，智能分析整合、人脸识别、大数据分析等智能视频技术蓬勃发展，越来越多地被应用于实地场景，如在智能安防、视频对讲、智能车载等领域中得到普及推广。目前，结合AI技术的视频监控芯片在技术上已突破填充率低、分辨率低和信号干扰严重的难题。随着5G商用、高清4K时代的到来，视频处理信息量将迎来爆发式增长。AI技术升级可极大程度上帮助视频监控芯片提升视频信息处理效率、加快各模块之间的传输速度等，是未来发展的主要方向与趋势。人工智能产品迭代发展亟需AI底层技术的支持，AI底层技术包括AI计算芯片、开源深度学习框架/平台、AI基础理论机器相关模型算法等。AI底层技术对硬件的发展形成了底层制约，国外大型科技企业也正在为AI基础架构设置生态门槛。因此在该大环境下，具备AI底层技术的企业方可更顺利地研发核心技术、掌握发展主动权。（三）视频监控芯片视频压缩能力加强在大多数系统中，视频采集处理与视频存储二者分布在物理分离的系统中，信息传输成本较高。压缩视频具有节省传输带宽、储存更多内容等优势，是各类终端视频产品的必备功能。当前市场正在由高清化向超清化逐步迈进，对分辨率、色彩空间、帧率、色彩编码的要求不断提高，同时不同格式码流的需求也成为标准配置。更高的图像显示性能指标要求高清视频监控芯片具备更好的视频压缩能力，同时，配套的编解码能力也需同步提升从而达到最佳的显示图像效果。三、 视频监控芯片发展历程每一次视频技术的改革创新都驱动着安防监控行业的进一步发展。随着全球经济的发展，社会和私人的安防意识和需求愈加强烈，叠加安防产业的迭代升级，全球安防监控行业进入快速上升周期。同时，安防监控行业正处于智能化的拐点，市场加速放量。发达城市虽然安防基础设施趋于完善、市场本身增量不足，但在人工智能的赋能下，智能监控产品的迭代更新将成为安防监控行业在全球发达城市的主要增长点；此外，中国二线及以下城市和亚太地区存量市场较大，安防监控产品渗透率低，与欧美发达国家相比仍有较大提升空间。未来随着民众安全意识的加强及海外建设的逐步完善，全球安防监控市场规模将持续上涨。根据中金企信统计数据，2021年全球安防视频监控设备市场规模为220亿美元，2017-2021年复合增长率为69%。在技术迭代升级、安防监控设备市场下沉的大趋势下，预计2021-2026年，全球安防视频监控设备市场规模将以63%的复合增长率增长，2026年达到299亿美元。四、 国内视频监控芯片下游应用领域经过多年的发展和迭代，摄像机已形成了成熟稳定的架构。典型的摄像机主要由镜头、图像传感器、视频监控芯片、PHY、存储器、电源芯片等组成。其中，镜头对光线进行聚焦，将光线聚集在图像传感器上，图像传感器将光信号转换为电信号，视频监控芯片则对信号进行处理和压缩，视频监控芯片决定了图像信号的质量和传递效率。传统监控只能依靠云端的智能处理和分析，对数据传输、云端运算存储都造成了较大压力，同时实时性得不到保障。未来，高清视频在各个领域的应用将越来越广，形成海量复杂的视频数据，从而带动AI技术、ISP技术、视频编解码技术等逐步迭代和更新，并进一步推动摄像机及视频监控芯片的升级。视频监控芯片拥有广泛的下游市场应用，主要包括智能安防、视频对讲、智能车载等。随着人工智能、5G、物联网等终端应用趋势的不断演进，下游市场产品技术提升，客户对产品的需求愈加旺盛，下游应用领域的繁荣也推动了上游半导体与集成电路设计市场的稳步发展。视频监控芯片被市场视为AI最好的落地场景之一，因此视频监控芯片市场上除原有参与者如华为海思、星宸科技、联咏科技、安霸、富瀚微、北京君正、瑞芯微、国科微等企业之外，越来越多的厂商进入视频监控芯片行业，并推出搭载AI模块的芯片产品，该领域市场竞争日趋激烈。未来，伴随智能安防、智能车载等终端应用在产品变革的背景下需求量持续增加，新兴的消费类应用市场需求日益旺盛，视频会议、运动相机等终端市场快速崛起等有利因素，视频监控芯片行业需求将持续高速增长。五、 视频监控芯片分类在高清化智能化和网联化的需求下，5G、人工智能、云计算等信息技术快速发展带动用途单一的安防产品功能走向多元化，并开始与电信、交通、建筑、物业等多领域进行融合，进入泛安防时代。其中视频监控系统主要包括采集和处理原始图像信号的前端设备和负责控制、显示和储存的后端设备，主要采用四类安防SoC芯片。六、 视频监控芯片发展情况安防监控先后经历了模拟化、网络化、高清化等三个阶段。在模拟化阶段，模拟视频监控系统的架构是由前端模拟摄像机和后端数字视频录像机组成，传输信号为模拟信号，基本职能为实现本地监控；在网络化阶段，网络摄像机在模拟摄像机的基础上集成了视频压缩和网络传输处理模块，同时较模拟摄像机具备更高的清晰度。网络摄像机的出现使得视频监控从仅限于本地监控发展成远程监控；在高清化阶段，高清摄像机采用先进的感光器件，使得图像清晰度和质量更高、场景覆盖范围更广。目前，安防监控行业迎来了智能化升级阶段，通过嵌入AI芯片或在视频监控芯片中嵌入AI模块，使得摄像机可对视频数据进行结构化处理、智能计算分析和图像识别，促使视频监控设备从被动监控向主动识别过渡。智能化趋势将推动视频监控应用于多元化行业，从而促进视频监控行业快速发展。七、 视频监控芯片智能安防领域摄像机最主要的应用场景之一为安防监控。在平安城市、智慧城市和平安乡村等政策的推动下，公安、交通、金融、政府和企业大力配合实施安防工程，城市安防监控市场持续更新迭代。2015年后政府安防计划工作重点从城市中心区域向下沉区域渗透，包括一二线城市未覆盖区域以及三四线城市县级地区，乡镇和农村的安防监控市场从无到有释放出大量空间。2021年中国安防产业市场规模达到9，514亿元，视频监控在保障社会稳定和公共财产安全的刚需下将成为安防行业的主要产品。安防监控系统主要由前端和后端两部分组成。其中，前端部分使用的设备主要为网络摄像机，主要由镜头、传感器和视频监控芯片组成，可对影像进行记录和压缩并形成相应的信号，配备了AI模块的视频监控芯片还具备智能运算的能力，可对前端设备收集到的数据进行结构化处理，从而实现智能分析和处理；后端部分使用的设备主要为网络视频录像机等存储设备，可对前端设备记录的视频信号进行录像、存储和转发，配备了AI模块的后端设备还可对收集到的数据进行智能运算，从而实现图像识别等功能。