淺議芯片的高清智能化發(fā)展趨勢

隨著高清和智能化需求的急速發(fā)展，安防行業(yè)已經(jīng)全面進入數(shù)字化時代，而作為數(shù)字化安防產(chǎn)品的核心，安防芯片已經(jīng)成為一個巨大的產(chǎn)業(yè)，同時安防芯片的發(fā)展也反過來決定了安防產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展脈絡(luò)和發(fā)展方向。據(jù)了解，某芯片企業(yè)用于入門級市場DVR的芯片在2012年上半年幾乎實現(xiàn)了同比翻番的增長，這也從一個方面反饋了安防芯片市場的火爆。而根據(jù)市場信息，2011年全年的安防數(shù)字壓縮芯片市場容量已經(jīng)接近2000萬片，按照當前的趨勢，2012年，這個數(shù)字很有可能突破3000萬片，接近4000萬片的水平。

安防芯片產(chǎn)品細分

巨大的市場容量催生了產(chǎn)品的細分。隨著安防芯片市場的增長，安防芯片的細分也是勢在必行。與幾年前安防行業(yè)剛剛開始數(shù)字化時單一的DSP芯片相比，現(xiàn)在的安防芯片已經(jīng)根據(jù)應用場合的不同，細分成不同的種類，主要有以下幾個方面：

DVR/NVR芯片，比如海思半導體的Hi3515，Hi3520應用于嵌入式DVR產(chǎn)品和嵌入式NVR產(chǎn)品，主要側(cè)重于多通道編解碼、多業(yè)務管理和高碼率存儲的需求，目前這類芯片是市場規(guī)模最大的一類芯片，占據(jù)了主壓縮芯片數(shù)量的60%左右。

IPC芯片應用于網(wǎng)絡(luò)攝像機產(chǎn)品，這是最近兩年IPC市場逐步成熟的產(chǎn)物，這些芯片側(cè)重于高清壓縮、智能化和ISP處理，目前這類芯片市場容量還不如DVR/NVR芯片，但是可以預見的是，一段時間以后，這類芯片將占據(jù)絕大部分的安防市場份額。

輔助芯片主要用于智能化和ISP業(yè)務，以DSP和FPGA為主，在模擬攝像機里，這類用于ISP的DSP或者FPGA芯片大量被應用。而由于智能分析產(chǎn)品目前市場容量還處于初級階段，用于智能分析產(chǎn)品的DSP用量較少。隨著IPC芯片的集成度越來越高，這些輔助芯片的功能最終可能會合并到IPC芯片上。

安防芯片技術(shù)革新

市場容量的擴大同時也刺激了技術(shù)的進步和革新，安防芯片的技術(shù)發(fā)展和革新又以主壓縮芯片的進步為代表。這些技術(shù)的進步拉動了安防產(chǎn)品的發(fā)展，決定了安防產(chǎn)品的前進方向，同時也給安防產(chǎn)業(yè)帶來了架構(gòu)的重組，市場競爭格局也發(fā)生了重大的變化。

這些技術(shù)革新中最具有代表的是安防專用ASIC芯片的誕生。7-8年前，安防數(shù)字產(chǎn)品剛剛開始普及的時候，采用的芯片大部分為通用的DSP，并不是為安防行業(yè)專門設(shè)計的，使用的時候有較高的技術(shù)門檻，成本也相對較高。而2005年左右以海思的Hi3510為代表的視頻ASIC芯片的誕生給安防行業(yè)注入了新的活力，雖然這顆芯片不是專門為安防行業(yè)設(shè)計，但是卻給安防行業(yè)帶來了突破。隨后的安防產(chǎn)品就基本上踏入了ASIC時代，包括海思后期陸續(xù)發(fā)布的Hi3512、Hi3511、Hi3515，Ti的DM365、DM368等都已經(jīng)是完全為安防設(shè)計的ASIC芯片了。安防ASIC芯片的全面普及有兩個重要意義，首先是ASIC芯片讓安防數(shù)字產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)門檻降低，使得大量企業(yè)進入，推動了產(chǎn)業(yè)鏈的成熟和發(fā)展；其次是大大降低了安防數(shù)字產(chǎn)品的成本，性價比更高的產(chǎn)品使得安防市場的規(guī)模進一步擴大。

更強大的編解碼能力也是安防芯片革新的一個重要領(lǐng)域。安防芯片從最開始的單芯片編2CIF到現(xiàn)在單芯片編解碼32D1，其編解碼能力提升了64倍之多，這是令人震驚的技術(shù)進步，也為安防高清時代的到來奠定了良好的基礎(chǔ)，目前用于高清攝像機的壓縮芯片，已經(jīng)可以在H.264的編碼格式下做到1080P@60fps，為高清在安防的全面應用鋪平了道路。編碼能力的提升帶來的另一個好處是單芯片所支持的編解碼通道數(shù)越來越高，最直接的意義就是DVR的分辨率基本已經(jīng)全面進入D1/4CIF時代，而單芯片的32路DVR產(chǎn)品也已經(jīng)面試，而NVR則可以支持接入更多的IPC，能夠顯示和回放更多的路數(shù)。

編碼格式的進步也是安防芯片的技術(shù)革新之一，在安防芯片快速發(fā)展的最近幾年，編碼方式經(jīng)歷了從H.263到MPEG-4，再發(fā)展到H.264的過程，雖然每一種編碼格式在它生命的初期都會比較曲折，尤其是對于后端的解碼能力是一個巨大的挑戰(zhàn)，但是其革新的腳步卻從未停息，目前，基本上90%以上的安防數(shù)字產(chǎn)品已經(jīng)采用H.264算法，而新一代的H.265算法已經(jīng)進入芯片企業(yè)的研究范圍，預計2-3年左右，H.265編碼格式將全面應用于安防數(shù)字產(chǎn)品，更高的壓縮效率更低的編碼碼流，無疑又講推動安防產(chǎn)業(yè)進入一個新的時代。

隨著最近兩年智能分析算法的成熟，相關(guān)智能產(chǎn)品的應用也開始越來越多，和之前的叫好不叫座相比，現(xiàn)在智能分析產(chǎn)品已經(jīng)呈現(xiàn)出一個快速增長的趨勢。由于之前的智能分析產(chǎn)品都需要單獨增加一顆DSP或者其他運算芯片來實現(xiàn)分析的功能，因此不管是在產(chǎn)品開發(fā)難度還是在成本考慮上都不是很理想，如何解決這個問題是安防產(chǎn)品制造企業(yè)一直以來的重要關(guān)注點，早在4年前，天地偉業(yè)便已經(jīng)率先將智能分析算法成功移植到編解碼芯片的ARM上，實現(xiàn)了極低成本的高效智能分析，這也給業(yè)界帶來了一個解決此問題的重要思路。隨著安防芯片性能的提升，現(xiàn)在已經(jīng)有將智能分析引擎集成到編解碼芯片的方案，海思H3系列芯片便全面支持該功能，開發(fā)者可以很快捷的將智能分析功能整合到產(chǎn)品里去。

與之前數(shù)字產(chǎn)品較為單一的功能相比，由于目前的聯(lián)網(wǎng)趨勢，目前的安防數(shù)字產(chǎn)品尤其是DVR和NVR產(chǎn)品具備了很多的周邊業(yè)務，多業(yè)務能力已經(jīng)成為衡量安防芯片能力的一個重要因素。這些業(yè)務能力一般包括報警、存儲、轉(zhuǎn)發(fā)、網(wǎng)絡(luò)、顯示以及本機業(yè)務管理等。這些業(yè)務的加入，使得安防芯片的集成度越來越高，越來越趨向于單芯片系統(tǒng)解決大部分的問題，這個跟微電子的發(fā)展趨勢也是十分一致的。

未來面臨挑戰(zhàn)

雖然當前的安防芯片市場發(fā)展迅速且前景樂觀，但是同樣也面對了很多的發(fā)展挑戰(zhàn)。

首先是芯片的速度如何快速跟進產(chǎn)品和行業(yè)的發(fā)展。當前安防產(chǎn)品的路線圖趨勢一般由安防芯片來決定，芯片不發(fā)布，相應的產(chǎn)品也就基本無法發(fā)布。但是從目前的安防產(chǎn)業(yè)來看，一般半年左右，就會有一系列新的產(chǎn)品需求誕生，而目前安防芯片的更新周期一般在一年多一點的時間。這就造成了需求一直在等待芯片的局面，如何能夠使得芯片的發(fā)展能夠匹配上需求的發(fā)展，給芯片企業(yè)帶來了不小的壓力，因為這意味著成倍的提高人力成本，市場換代過于頻繁也會帶來產(chǎn)值的浪費。另外一個方面，安防產(chǎn)業(yè)對需求的細分越來越明顯，以前的一個芯片可以用在大部分產(chǎn)品上的情況現(xiàn)在很難滿足用戶的需求，如何細分芯片，有的放矢，以滿足用戶的需求也是一個難題。

其次是如何引導產(chǎn)業(yè)鏈的健康成長，由于安防芯片的特殊性和關(guān)鍵性，安防芯片廠商的市場行為很容易影響到安防產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，如何在擴大市場的同時保護好市場，是需要芯片企業(yè)多多考慮的。

芯片的成本控制也是一個挑戰(zhàn)，目前安防芯片的主要廠商數(shù)量不多，但是彼此競爭壓力卻很大，此外還有因為安防產(chǎn)業(yè)整體利潤下降導致的來自終端制造商的壓力，知識產(chǎn)權(quán)的費用也是一筆很大的開支。

節(jié)能環(huán)保及低功耗的需求，目前相關(guān)環(huán)保部門對安防產(chǎn)品功耗的要求越來越高，同時也是影響產(chǎn)品出口的一個主要指標。與之相矛盾的是性能提升往往依托于能耗的提高。

結(jié)束語

總體而言，安防芯片經(jīng)過最近幾年的發(fā)展，已經(jīng)取得突飛猛進的進步，不管是技術(shù)還是市場，都取得了巨大的成功，尤其是國產(chǎn)芯片已經(jīng)取得了主導地位，據(jù)了解，海思半導體的DVR芯片已經(jīng)占據(jù)了同類產(chǎn)品60%的份額，這是讓國內(nèi)安防同仁值得自豪的一點。展望未來，安防芯片的發(fā)展會愈加迅速，也會在安防產(chǎn)業(yè)鏈條中扮演越來越重要的角色，對于安防芯片企業(yè)來講，機遇和挑戰(zhàn)并存，只有貼近用戶，理性發(fā)展，才能保持長久的進步和穩(wěn)健的成長。