2016年中国集成电路设计行业市场现状分析及未来发展趋势预测【图】

    1、集成电路设计行业概况

    集成电路产业作为现代信息产业的基础和核心产业之一，是关系国民经济和社会发展全局的基础性、先导性和战略性产业，在推动国家经济发展、社会进步、提高人们生活水平以及保障国家安全等方面发挥着广泛而重要的作用，已成为当前国际竞争的焦点和衡量一个国家或地区现代化程度以及综合国力的重要标志。随着国内经济的不断发展以及国家对集成电路行业的大力支持， 我国集成电路产业快速发展， 产业规模迅速扩大，技术水平显著提升，有力推动了国家信息化建设。

    集成电路设计行业是集成电路行业的子行业。集成电路行业包括集成电路设计业、集成电路制造业、集成电路封装业、集成电路测试业、集成电路加工设备制造业、集成电路材料业等子行业。集成电路设计行业主要根据终端市场的需求设计开发各类芯片产品，兼具技术密集型和资金密集型等特征，对企业的研发水平、技术积累、研发投入、资金实力及产业链整合运作能力等均有较高要求。

    2、 集成电路设计行业的市场分类以及视频监控设备芯片的分类

    围绕移动互联网、信息家电、物联网、云计算、智能电网、安防监控等战略性新兴产业和重点领域的应用需求，集成电路涵盖了智能终端芯片、网络通信芯片、信息安全芯片、视频监控设备芯片、数字电视芯片等类型芯片。

    集成电路产品按照应用领域的市场细分以及视频监控行业芯片的分类如下图所示：

    其中，视频监控芯片以低功耗、高性能为产品特征，主要应用于视频监控模拟摄像机、视频监控网络摄像机、数字硬盘录像机（ DVR）、网络硬盘录像机（ NVR）等安防视频监控设备，并正在逐步应用于家居安防、车载监控、运动摄像机、无人机等广阔市场。

    3、行业的主要技术

    核心技术既包括集成电路设计行业的通用技术，也包括视频监控多媒体处理芯片的专有技术，具体如下：

    （ 1）视频编解码技术

    视频编解码技术是视频监控领域中的核心技术之一，该领域对影像有 24 小时不间断以及 30 天以上可回溯的要求，并且为了满足“看得清”的需求，目前视频监控中百万像素以上的视频比率越来越高，巨大的数据量对网络传输和存储系统形成了巨大的挑战，高压缩比的视频编码技术和相应的解码技术是解决这一问题的关键。

    2003 年发布的 H.264/AVC 视频编码标准以其卓越的视频压缩性能在最近十年逐步主导了视频监控领域的视频压缩， 广泛应用于数字硬盘录像机（ DVR）和网络摄像机（ IPC）； 2013 年新一代的视频编码标准 H.265/HEVC 正式发布，对全高清及以上幅面的压缩比大幅超过 H.264/AVC。但是对高压缩比的编码标准，无论是 H.264/AVC 还是H.265/HEVC，因其编码算法复杂度极高，难以实现，目前满足视频监控“低码率”、“多码流”以及安全信息嵌入（数字水印）需求的高吞吐率编解码器 IP 核屈指可数。

    （ 2）图像信号处理技术

    图像信号处理技术是视频监控领域中的核心技术之一，广泛应用于安防视频监控摄像机。图像信号处理技术用来对图像传感器采集的信号进行处理，包括高性能的空间域/时间域噪声消除、镜头暗角/畸变校正、色度空间变换、宽动态合成和映射、数字稳像、去雾以及自动曝光（ AE）、自动白平衡（ AWB）、自动聚焦（ AF）的数据统计和控制策略等。良好的清晰度、色彩还原度、低照度下图像分辨能力、动态范围以及稳定准确的AE/AWB/AF 控制是衡量安防视频监控摄像机产品性能的关键因素。

    经过良好的图像信号处理获得的视频图像在保持图像细节的同时更易于编码压缩，而且有利于进行后续智能统计、分析和处理。

    （ 3）智能处理技术

    视频监控“高清化”、“网络化”、“智能化”趋势已日渐明朗。视频监控领域的“智能化”是指视频监控设备能够自动地对影像进行分析和处理，得到有价值的数据，最后提供信息或者警示给使用者。智能处理技术包括高级的运动检测、目标检测和追踪、人流统计、行为分析、边界防护警戒等。

    早期智能化需求处在发展阶段，零散且不断增加，基本通过后端设备（例如硬盘录像机 DVR）集中完成，虽便于系统开发、升级和维护，但后端设备处理能力有限且实时性不高。随着网络摄像机的发展，智能处理的一部分功能开始向网络摄像机转移，网络摄像机已经可以完成一些基础、功能定义完善的智能处理，更为复杂或者需要更进一步处理的内容仍由后端完成。通过前端摄像机的分布处理，处理能力和实时性上大幅度提高，同时降低了后端智能分析处理的压力。

    （ 4）复杂多媒体处理系统 SoC 设计技术

    为满足视频监控的需求，目前无论是网络摄像机主芯片还是硬盘录像机主芯片都成为了日趋复杂的多媒体处理系统 SoC，其中不仅包含了高性能的图像信号处理单元、视频编解码单元、 2D 图形加速单元、智能分析统计单元等与媒体处理相关的部件，还包括高性能的微处理器单元、功耗控制单元、加解密安全部件、网络媒体控制部件、各类必须的外设接口单元以及支撑起整个系统运行的总线框架和外存访问控制器等，复杂的媒体处理会导致芯片大部分的内存访问开销、功耗开销和电路规模开销。

    视频监控对芯片处理吞吐率的需求高，并且强调 24 小时不间断工作，设备常处在高温密闭的恶劣环境中，对性能、低功耗和可靠性均有很高的要求，这对复杂多媒体系统 SoC 的设计提出了挑战。目前视频监控领域的 SoC 基本采用 110nm/55nm 工艺，部分产品采用 40nm 工艺，少数国际领先企业已开始 28nm 工艺产品研发并出货。采用更先进的工艺给集成电路设计技术本身带来重大的挑战，长期以来一直为国际领先集成电路设计企业所主导，近年来国内集成电路设计企业的设计水平已取得长足进步，开始涉足其中。

    （ 5）嵌入式系统软件开发包技术

    为了缩短客户的设计导入时间，集成电路设计企业往往在提供芯片产品的同时，还必须为客户提供底层驱动和基于嵌入式操作系统的软件开发包。客户基于软件开发包可以迅速进行系统移植、测试，可以有效缩短产品上市时间。

    近年来，随着行业应用的不断发展，国内集成电路设计企业的技术能力和设计水平已取得长足进步。

    4、行业未来发展趋势

    （ 1）安防视频监控行业发展趋势

    基于计算机多媒体技术、编码压缩技术、集成电路技术、显示技术、网络传输技术、存储技术等新一代信息技术与视频监控技术的不断融合，高清化、网络化和智能化正成为安防视频监控行业的发展趋势。高清视频监控是安防视频监控行业发展的主流趋势之一。在模拟摄像机市场，以HDCVI 等代表的模拟高清新标准为视频监控行业提供了一个新的选择，其能以接近标清模拟摄像机的价格提供高清的图像，因此，模拟高清市场的成长将比原有预期加快很多。在高清网络摄像机市场，主流产品分辨率将从百万像素向 200 万像素快速演进，更高清的 300 万像素、 500 万像素、 800 万像素摄像机也将得到更广泛应用。随着视频监
控设备高清化需求的不断增长，高清视频监控设备的市场发展将进一步加速。

    网络化是安防视频监控行业的重要发展趋势。形成这一趋势最主要的原因是用户对远程监控、管理和高质量图像的需求增加。同时，系统网络化是利用 IT 工具进行信息分析的先决条件。网络化能有效地提升视频监控的规模化，对网络监控、网络存储提供多层次的支持。

    随着安防视频监控大型项目增多及网络化的发展趋势，安防视频监控的智能化趋势也日益显著。然而，目前的智能处理技术水平尚无法完全实现自动化，只能作为向安防工作人员提供的一种辅助工具。智能安防视频监控系统在降低误报率、提高探测准确性和安装简易性等方面仍有较大发展空间。

    （ 2）安防视频监控集成电路设计行业发展趋势

    近年来，在安防视频监控市场的快速增长带动下，视频监控多媒体处理芯片市场得到了长足发展。与此同时，视频监控多媒体处理芯片的技术进步也促进了安防视频监控市场的迅猛发展。例如，近年来推出的片上系统（ SoC），其价格相对于 DSP 更具有竞争力、功能集成性更佳，同时保证了系统稳定性，不仅被广泛应用于 DVR 产品，也大规模地应用于网络摄像机，从而引领了安防视频监控行业的又一次爆发式增长。

    伴随安防视频监控行业高清化、网络化和智能化的发展趋势，视频监控多媒体处理芯片设计行业的发展趋势如下：

    ①高清芯片成为市场主流

    在模拟摄像机 ISP 芯片市场，随着 HDCVI 等模拟高清产品的价格下降，模拟高清摄像机替代模拟标清摄像机的趋势将进一步加速，集成高清 ISP 功能、模拟高清信号调制器（ TX）的 ISP 芯片将成为模拟高清市场的主流。

    在网络摄像机 SoC 芯片市场，全高清实时编码 SoC 芯片将成为市场主流，同时，具有更高像素编码能力的 SoC 芯片也将得到大量应用。随着 H.265 标准应用于视频监控领域，具有 4K 甚至 8K 超高清视频编码能力的 SoC 芯片也将得到快速发展。

    ②智能视频处理功能成为标配

    百万像素高清摄像机能够提供更多的关键细节和数据精度，为基于视频的智能分析提供了基础。智能分析需要强大的图像处理能力，运行高级智能算法，因此，采用强大的处理器并集成智能分析引擎是视频监控芯片未来的发展方向。这要求芯片厂商一方面在智能分析算法方面具有很强的技术积累；另一方面，在集成电路设计工艺上有越来越多的产品采用更先进的工艺，如 40nm 甚至 28nm 工艺，以进一步提高芯片处理速度并降低芯片功耗。

    ③完整解决方案成为核心竞争力之一

    安防视频监控市场竞争日趋激烈，在安防视频监控多媒体处理芯片的选择方面，安防视频监控设备厂商在关注芯片的功能、性能和功耗等指标的基础上，会选择能提供成熟的参考解决方案和清晰的产品线规划的芯片供应商进行合作，从而能够尽快完成产品开发并推向市场，实现产品的延续性。基于上述原因，安防视频监控芯片设计企业不仅要在芯片图像处理性能、低功耗设计等方面形成核心竞争力，也要在产品规格定义、参考解决方案开发等方面加强投入并形成竞争优势。这需要安防视频监控芯片设计企业更好地理解客户需求并做出规划，同时在 SoC 平台建设、嵌入式软硬件开发、软硬件测试和项目管理方面必须进行完整的规划和实施，以形成自己的核心竞争力。

    相关报告：智研咨询发布的《2017-2022年中国集成电路市场专项调研及投资战略咨询报告》