智能安防芯片行業(yè)發(fā)展概況



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1、智能安防芯片行業(yè)發(fā)展概況 一、 視頻監(jiān)控芯片行業(yè)產業(yè)鏈 視頻監(jiān)控芯片行業(yè)概況:經過多年的發(fā)展和迭代,攝像機已形成了成熟穩(wěn)定的架構。典型的攝像機主要由鏡頭、圖像傳感器、視頻監(jiān)控芯片、PHY、存儲器、電源芯片等組成。其中,鏡頭對光線進行聚焦,將光線聚集在圖像傳感器上,圖像傳感器將光信號轉換為電信號,視頻監(jiān)控芯片則對信號進行處理和壓縮,視頻監(jiān)控芯片決定了圖像信號的質量和傳遞效率。傳統(tǒng)監(jiān)控只能依靠云端的智能處理和分析,對數(shù)據(jù)傳輸、云端運算存儲都造成了較大壓力,同時實時性得不到保障。目前,AI技術作為全新的技術變革要素進入成像產業(yè)領域。移動智能設備和IoT設備中,對于圖像的處理和計算在查看功能之外更
2、要實現(xiàn)分析功能。因此,圖像硬件廠商更多地在硬件系統(tǒng)中加入支持AI算法特別是深度學習的軟件集成,更多的視頻監(jiān)控芯片開始搭載AI運算功能,以對圖像信號進行深度智能化分析處理,同時有助于降低監(jiān)控系統(tǒng)帶寬、存儲成本。 目前,攝像機被廣泛應用于智能安防、視頻對講、智能車載等領域。針對不同的應用場景,攝像機的結構和使用的視頻監(jiān)控芯片亦有所不同。未來,高清視頻在各個領域的應用將越來越廣,形成海量復雜的視頻數(shù)據(jù),從而帶動AI技術、ISP技術、視頻編解碼技術等逐步迭代和更新,并進一步推動攝像機及視頻監(jiān)控芯片的升級。 二、 視頻監(jiān)控芯片行業(yè)競爭格局 隨著安防視頻監(jiān)控軟硬件的迅速成熟,視頻監(jiān)控直接從原來的模擬
3、系統(tǒng)進入網(wǎng)絡數(shù)字化時代,由于行業(yè)的特殊地位加之人們普遍對安防行業(yè)的不重視,導致整個行業(yè)并未過多的考慮隱藏的安全問題,原來在模擬監(jiān)控系統(tǒng)中方便易用的設計,到了網(wǎng)絡數(shù)字化時代就面臨較大信息安全風險。 安防監(jiān)控高清化和智能化趨勢業(yè)界有目共睹,富瀚微認為,基于計算機多媒體技術、編碼壓縮技術、集成電路技術、顯示技術、網(wǎng)絡傳輸技術、存儲技術等新一代信息技術與視頻監(jiān)控技術的不斷融合,高清化、網(wǎng)絡化和智能化趨勢將更加徹底。跟隨下游應用需求的升級,市場對攝像機產品在功能完備性、圖像質量、產品穩(wěn)定性、功耗等方面的要求也將更加嚴格。 在攝像機SoC芯片市場,高清實時編碼SoC芯片早成為市場主流,部分領域已經提出
4、超高清的需求,因此具有4K甚至8K超高清視頻編碼能力的SoC芯片也將得到快速發(fā)展。智能分析需要強大的算力,運行人工智能算法,因此,集成人工智能處理器是視頻監(jiān)控芯片未來的發(fā)展方向。這要求芯片廠商一方面在智能分析算法方面具有很強的技術積累,另一方面,在集成電路設計工藝上有越來越多的產品采用更先進的工藝,如14nm甚至7nm工藝,以進一步提高芯片處理速度并降低芯片功耗。富瀚微表示。 前后端協(xié)同智能成為趨勢,因此擁有前后端完整芯片解決方案也成為芯片企業(yè)的核心競爭力。設備廠商在關注芯片的功能、性能和功耗等指標的基礎上,會選擇能提供成熟的參考解決方案和清晰的產品線規(guī)劃的芯片供應商進行合作,從而能夠盡快完
5、成產品開發(fā)并推向市場,實現(xiàn)產品的延續(xù)性?;谏鲜鲈颍曨l芯片設計企業(yè)不僅要在芯片圖像處理性能、低功耗設計等方面形成核心競爭力,也要在產品規(guī)格定義、參考解決方案開發(fā)等方面加強投入并形成競爭優(yōu)勢。富瀚微認為這需要視頻芯片設計企業(yè)更好地理解客戶需求并做出規(guī)劃,同時在SoC平臺建設、嵌入式軟硬件開發(fā)、軟硬件測試和項目管理方面必須進行完整的規(guī)劃和實施,以形成自己的核心競爭力。 基于對市場的判斷以及客戶需求的實時了解,富瀚微目前擁有從ISP到IPC、從前端攝像機系列芯片到后端錄像機系列芯片完整產品線,形成了前、后端協(xié)同,視頻芯片一站式供應能力。豐富的IPCSoC產品矩陣,基本可以覆蓋主流新智能應用市場
6、。同時,富瀚微還透露,新品研發(fā)也在穩(wěn)步推進中,后續(xù)將繼續(xù)推出高端AI邊緣側產品,以滿足客戶碎片化、定制化的AI產品應用需求。 對于未來一兩年安防市場的展望,富瀚微明確表示從目前大客戶需求來看,國內安防行業(yè)需求依然旺盛,繼續(xù)保持增長勢頭,隨著疫情常態(tài)化,海外市場也在逐步復蘇。從未來需求看,國內三四線城市以及鄉(xiāng)村仍存在廣大未覆蓋區(qū)域,以及智能化替換升級需求,安防相關市場空間仍然廣闊。 全球半導體市場規(guī)模伴隨著終端產品的繁榮而增長。2021年,5G手機、筆記本電腦、服務器、汽車、智能家居、游戲設備、可穿戴設備的發(fā)展推動了半導體市場增長。根據(jù)WSTS統(tǒng)計,2021年全球半導體市場規(guī)模達到了5,55
7、9億美元,增長率達到26.23%。根據(jù)賽迪顧問數(shù)據(jù)預測,2025年全球半導體市場規(guī)模將達到7,998億美元。 在芯片應用領域,中國擁有巨大的芯片消費市場,是全球主要芯片應用市場,在市場需求旺盛驅動下,中國半導體產業(yè)規(guī)模將持續(xù)擴大,在全球的占比持續(xù)提高。有關數(shù)據(jù)材料顯示,2021年中國集成電路產業(yè)規(guī)模為10,458億元,同比2020年增長18.20%。根據(jù)賽迪顧問數(shù)據(jù)預測,2025年中國集成電路產業(yè)規(guī)模預計將會超過19,099億元。具象到安防芯片,近年來隨著算法和芯片性能的不斷提升,安防行業(yè)逐步進入數(shù)智化時代,由于技術迭代和產品升級發(fā)展迅速,安防及視頻監(jiān)控行業(yè)市場規(guī)模持續(xù)增長,有效帶動著安防芯
8、片市場需求的穩(wěn)步提升。在超高清化、智能化、網(wǎng)絡化趨勢下,安防芯片的價值量不斷提升。根據(jù)賽迪顧問統(tǒng)計,2021年安防芯片市場(包含ISP和安防SOC)規(guī)模約為66.5億元,到2023年有望達到95.3億元。未來幾年,中國安防芯片市場將迎來發(fā)展的重要機遇期。 中國的安防芯片曾在全球市場中占有重要地位,但是隨著安防芯片的重要生產企業(yè)華為被美國一紙禁令限制之后,國內安防芯片市場便陷入了焦慮之中。安防芯片原本是一個高度集中的市場,華為海思曾一度占領全國70%左右的市場份額,由于技術被封鎖制裁,使得安防芯片一時出現(xiàn)短缺,安防芯片價格也隨后開始暴漲。 面對安防芯片市場的挑戰(zhàn),中國安防芯片廠商一方面嘗試用
9、中低端產品進行替代,希望能夠快速地推出產品補充市場;另一方面引入新技術、開發(fā)新產品、推出新解決方案,逐漸向高端芯片進行發(fā)力。此外,中國安防芯片企業(yè)也在安防芯片硬件基礎上導入人工智能技術,使得安防成為AI技術落地的成功典范之一。如瓴盛科技2020年發(fā)布了首款AIoT芯片,采用11nmFinFET制程工藝,這款芯片具有視頻信號處理、編解碼能力,同時還具備圖形處理能力,廣泛應用于智能安防監(jiān)控、人臉識別、視頻會議、車載終端、運動相機等多種智能物聯(lián)網(wǎng)領域。除了以上應對方案,芯片廠商與下游系統(tǒng)廠商之間的合作也愈發(fā)緊密,芯片企業(yè)提前在產品定義階段就開始參與其中進行協(xié)同研發(fā)。與此同時,有芯片廠商嘗試將芯片硬件
10、和算法結合起來以提高產品性能。 數(shù)字化高清化智能化網(wǎng)絡化是安防芯片未來發(fā)展的四大發(fā)展趨勢。高清化和數(shù)字化是未來安防芯片市場熱點之一。安防監(jiān)控行業(yè)越來越重視夜間低照度或者零照度的監(jiān)控效果,超高清技術的應用可以提高日夜成像的共焦能力和像質。4K/8K(超高清)帶來多個行業(yè)領域的升級,夜間監(jiān)控、大視角監(jiān)控、高清監(jiān)控獲得快速發(fā)展,進而帶動高端IPC、視頻NVR等多個安防芯片產品市場快速放量。 智能化也已成為安防芯片市場的熱點和新增長點。AI安防芯片是提供算力保障的基礎,在前端,攝像機可通過AI安防芯片具備足夠算力,為前端智能算法和應用提供高效的運行環(huán)境,在邊緣和中心,AI安防芯片可為海量視頻、圖片
11、、數(shù)據(jù)的深度解析和大數(shù)據(jù)分析、檢索提供算力保障。如在科技抗疫領域眾多智能化安防產品展現(xiàn)風采,許多基于AI安防芯片的智能化產品和解決方案成為疫情防控中的黑科技。其中,紅外熱成像技術及相關產品、人臉識別系統(tǒng)、AI影像分析診斷系統(tǒng)、車輛軌跡大數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)、視頻圖像大數(shù)據(jù)軌跡查詢系統(tǒng)、視頻會議系統(tǒng)等,這些基于AI安防芯片而實現(xiàn)相應功能的安防應用產品都為這場嚴峻的疫情防控作戰(zhàn)提供了強大的支持。 三、 視頻監(jiān)控芯片行業(yè)產業(yè)鏈 安防視頻監(jiān)控行業(yè)產業(yè)鏈上游為零部件供應商,包括圖像傳感器、視頻處理芯片等;中游為安防設備、解決方案集成和運營商等;下游應用包括政府、公安、交通等各行業(yè)。 安防視頻監(jiān)控市場的應用
12、領域較為廣泛,目前我國安防視頻監(jiān)控行業(yè)應用主要集中在金融、工廠/園區(qū)、樓宇/物業(yè)、教育等行業(yè),分別占比25%、17%、16%、12%。 四、 視頻監(jiān)控芯片行業(yè)技術水平發(fā)展情況 (一)視頻監(jiān)控芯片圖像處理質量能力提升 圖像處理主要包括圖像去噪圖像增強自動曝光控制自動增益控制自動色彩校正祛除壞點等功能。當前視頻監(jiān)控芯片受到供給與需求的雙層驅動。一方面,圖像處理作為視頻領域最為核心的技術之一,行業(yè)內主要競爭者均持續(xù)投入大量研發(fā)資金進行技術的迭代更新;另一方面,終端產品所支持的圖像畫質逐步提升,致使片源圖像質量需要同步提升以適配終端產品的需求,最終傳導至視頻監(jiān)控芯片,對其圖像處理質量及能力提出更
13、高要求。 (二)視頻監(jiān)控芯片AI技術高速升級 近年來,在算法、數(shù)據(jù)和算力的三重驅動下,人工智能的功能越來越貼近社會中的主流需求,智能分析整合、人臉識別、大數(shù)據(jù)分析等智能視頻技術蓬勃發(fā)展,越來越多地被應用于實地場景,如在智能安防、視頻對講、智能車載等領域中得到普及推廣。目前,結合AI技術的視頻監(jiān)控芯片在技術上已突破填充率低、分辨率低和信號干擾嚴重的難題。隨著5G商用、高清4K時代的到來,視頻處理信息量將迎來爆發(fā)式增長。AI技術升級可極大程度上幫助視頻監(jiān)控芯片提升視頻信息處理效率、加快各模塊之間的傳輸速度等,是未來發(fā)展的主要方向與趨勢。 人工智能產品迭代發(fā)展亟需AI底層技術的支持,AI底層技
14、術包括AI計算芯片、開源深度學習框架/平臺、AI基礎理論機器相關模型算法等。AI底層技術對硬件的發(fā)展形成了底層制約,國外大型科技企業(yè)也正在為AI基礎架構設置生態(tài)門檻。因此在該大環(huán)境下,具備AI底層技術的企業(yè)方可更順利地研發(fā)核心技術、掌握發(fā)展主動權。 (三)視頻監(jiān)控芯片視頻壓縮能力加強 在大多數(shù)系統(tǒng)中,視頻采集處理與視頻存儲二者分布在物理分離的系統(tǒng)中,信息傳輸成本較高。壓縮視頻具有節(jié)省傳輸帶寬、儲存更多內容等優(yōu)勢,是各類終端視頻產品的必備功能。當前市場正在由高清化向超清化逐步邁進,對分辨率、色彩空間、幀率、色彩編碼的要求不斷提高,同時不同格式碼流的需求也成為標準配置。更高的圖像顯示性能指標要
15、求高清視頻監(jiān)控芯片具備更好的視頻壓縮能力,同時,配套的編解碼能力也需同步提升從而達到最佳的顯示圖像效果。 五、 視頻監(jiān)控芯片面臨的機遇與挑戰(zhàn) (一)視頻監(jiān)控芯片行業(yè)發(fā)展態(tài)勢及面臨的機遇 1、全球范圍內的集成電路產業(yè)重心轉移 在全球集成電路產業(yè)的發(fā)展歷史中,價值鏈的遷移和分工的逐步細化是行業(yè)的大趨勢。全球半導體行業(yè)沿美國、日本、韓國、中國臺灣、中國大陸的方向逐步轉移。20世紀70年代開始,半導體產業(yè)首次由美國向日本進行轉移。十年后,半導體產業(yè)再次轉移,由日本轉向韓國與中國臺灣。當前,中國大陸正在迎接半導體產業(yè)的第三次轉移,在前期的積累下,中國已經為此次的產業(yè)鏈轉移打好了夯實的基礎。得益于
16、中國的人口紅利,臺積電、聯(lián)電等多家境外大型半導體企業(yè)紛紛在中國大陸建廠,境內晶圓代工廠中芯國際、華虹半導體也在多地逐步擴張產能。同時,本土集成電路設計企業(yè)在國家政策與產業(yè)鏈配套日益完善的促進下,技術日益精進,晶圓制造工藝逐步改進,境內封測企業(yè)技術水平達到國際先進水平,境內也已出現(xiàn)多家在全球享有聲譽的設計廠商。整體來看,中國已經具備承接半導體產業(yè)第三次轉移的技術實力,在良好的市場環(huán)境下,勢必將為更多半導體企業(yè)帶來巨大的發(fā)展契機。 2、政策大力支持集成電路及安防監(jiān)控行業(yè)發(fā)展 《國家集成電路產業(yè)發(fā)展推進綱要》提出到2020年,集成電路產業(yè)與國際先進水平差距逐步縮小,企業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力大幅增強的發(fā)
17、展目標,自此集成電路產業(yè)發(fā)展被上升為國家戰(zhàn)略;2016年,《關于―十三五國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展規(guī)劃的通知》提出啟動集成電路重大生產力布局規(guī)劃工程,實施一批帶動作用強的項目,推動產業(yè)能力實現(xiàn)快速躍升。加快關鍵產品設計開發(fā)能力和應用水平,推動封裝測試、關鍵裝備和材料等產業(yè)快速發(fā)展等目標;2019年,財政部、稅務部等十三部聯(lián)合印發(fā)《制造業(yè)設計能力提升專項行動計劃(2019-2022年)》,提出在電子信息領域,大力發(fā)展集成電路設計、大型計算設備設計、個人計算機及智能終端設計、人工智能時尚創(chuàng)意設計、VR/AR設備、仿真模擬系統(tǒng)設計等,加碼半導體產業(yè)發(fā)展;2019年,工業(yè)和信息化部、國家廣播電視總局、廣播
18、電視總臺聯(lián)合印發(fā)《超高清視頻產業(yè)發(fā)展行動計劃(2019-2022年)》,提出加快推進超高清監(jiān)控攝像機等的研發(fā)量產。推進安防監(jiān)控系統(tǒng)的升級改造,支持發(fā)展基于超高清視頻的人臉識別、行為識別、目標分類等人工智能算法,提升監(jiān)控范圍、識別效率及準確率,打造一批智能超高清安防監(jiān)控應用試點。2020年,《新時期促進集成電路產業(yè)和軟件產業(yè)高質量發(fā)展的若干政策》的通知旨在進一步優(yōu)化集成電路產業(yè)和軟件產業(yè)發(fā)展環(huán)境,深化產業(yè)國際合作,提升產業(yè)創(chuàng)新能力和發(fā)展質量。 近年來,國家和各級地方政府不斷通過產業(yè)政策、稅收優(yōu)惠政策、成立產業(yè)基金等方式支持人工智能和集成電路產業(yè)發(fā)展,有望帶動行業(yè)技術水平和市場需求不斷提升。
19、3、下游終端市場推動視頻監(jiān)控芯片市場需求持續(xù)增長 視頻監(jiān)控芯片擁有廣泛的下游市場應用,主要包括智能安防、視頻對講、智能車載等。隨著人工智能、5G、物聯(lián)網(wǎng)等終端應用趨勢的不斷演進,下游市場產品技術提升,客戶對產品的需求愈加旺盛,下游應用領域的繁榮也推動了上游半導體與集成電路設計市場的穩(wěn)步發(fā)展。未來,伴隨傳統(tǒng)的終端應用在產品變革的背景下需求量持續(xù)增加,新興的消費類應用市場需求日益旺盛,人工智能、5G、視頻會議等終端市場快速崛起等有利因素,視頻監(jiān)控芯片行業(yè)需求將持續(xù)高速增長。 (二)視頻監(jiān)控芯片面臨的挑戰(zhàn) 1、集成電路行業(yè)基礎仍較為薄弱 目前國際上的主流集成電路行業(yè)企業(yè)大多數(shù)已經歷了超過四十
20、年的發(fā)展,而我國集成電路企業(yè)起步較晚,約為二十年的時間,較國際先進廠商的發(fā)展時間仍有較大差距,產業(yè)鏈基礎較為薄弱。中國雖然在部分領域的設計環(huán)節(jié)技術水平已達到全球前列,但在產業(yè)鏈的其它環(huán)節(jié),如EDA、晶圓制造和高端封測等領域目前依然缺乏國際競爭力,較多依賴進口。未來,中國集成電路產業(yè)的發(fā)展仍需要繼續(xù)進行產業(yè)政策支持、加大人才培育力度與資金的投入。 2、集成電路產業(yè)高端人才較為缺乏 集成電路是典型的資本密集型和人才密集型產業(yè),人才很大程度上決定了企業(yè)的綜合技術實力。經過二十年的發(fā)展,我國已培育了一批集成電路產業(yè)人才,但隨著近年來中國集成電路產業(yè)的快速發(fā)展,人才缺口較大,存在供不應求的情形。同時
21、,中國正在由價值鏈的低端向高端轉移,對高端人才的需求更為緊迫,高端人才面臨嚴重匱乏的局面。未來一段時間,人才需求缺口仍將成為制約行業(yè)發(fā)展的重要因素之一。 3、視頻監(jiān)控芯片供應鏈產能短缺風險 集成電路設計行業(yè)的供應商主要為晶圓代工廠和封裝測試廠,均為資金密集和技術密集型企業(yè),其建設和規(guī)模拓展有較長的周期。隨著集成電路應用領域的不斷拓寬,需求端快速增長,供應鏈產能無法匹配市場需求可能性較高,則將影響芯片生產規(guī)模。此外,雖然我國集成電路產業(yè)政策向好,晶圓制造、封裝測試領域取得了飛速的發(fā)展,但目前對境外供應商還存在一定程度的依賴,仍存在一定的地緣風險。因此,集成電路設計企業(yè)需建立有效的供應商產能保
22、障體系,以保障其經營活動的穩(wěn)定性。 六、 視頻監(jiān)控芯片行業(yè)概況 經過多年的發(fā)展和迭代,攝像機已形成了成熟穩(wěn)定的架構。典型的攝像機主要由鏡頭、圖像傳感器、視頻監(jiān)控芯片、PHY、存儲器、電源芯片等組成。其中,鏡頭對光線進行聚焦,將光線聚集在圖像傳感器上,圖像傳感器將光信號轉換為電信號,視頻監(jiān)控芯片則對信號進行處理和壓縮,視頻監(jiān)控芯片決定了圖像信號的質量和傳遞效率。傳統(tǒng)監(jiān)控只能依靠云端的智能處理和分析,對數(shù)據(jù)傳輸、云端運算存儲都造成了較大壓力,同時實時性得不到保障。目前,AI技術作為全新的技術變革要素進入成像產業(yè)領域。移動智能設備和IoT設備中,對于圖像的處理和計算在―查看功能之外更要實現(xiàn)―分析
23、功能。因此,圖像硬件廠商更多地在硬件系統(tǒng)中加入支持AI算法特別是深度學習的軟件集成,更多的視頻監(jiān)控芯片開始搭載AI運算功能,以對圖像信號進行深度智能化分析處理,同時有助于降低監(jiān)控系統(tǒng)帶寬、存儲成本。目前,攝像機被廣泛應用于智能安防、視頻對講、智能車載等領域。針對不同的應用場景,攝像機的結構和使用的視頻監(jiān)控芯片亦有所不同。未來,高清視頻在各個領域的應用將越來越廣,形成海量復雜的視頻數(shù)據(jù),從而帶動AI技術、ISP技術、視頻編解碼技術等逐步迭代和更新,并進一步推動攝像機及視頻監(jiān)控芯片的升級。攝像機最主要的應用場景之一為安防監(jiān)控。在―平安城市、―智慧城市和―平安鄉(xiāng)村等政策的推動下,公安、交通、金融、政
24、府和企業(yè)大力配合實施安防工程,城市安防監(jiān)控市場持續(xù)更新迭代。2015年后政府安防計劃工作重點從城市中心區(qū)域向下沉區(qū)域滲透,包括一二線城市未覆蓋區(qū)域以及三四線城市縣級地區(qū),鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農村的安防監(jiān)控市場從無到有釋放出大量空間。2021年中國安防產業(yè)市場規(guī)模達到9,514億元,視頻監(jiān)控在保障社會穩(wěn)定和公共財產安全的剛需下將成為安防行業(yè)的主要產品。 安防監(jiān)控系統(tǒng)主要由前端和后端兩部分組成。其中,前端部分使用的設備主要為網(wǎng)絡攝像機,主要由鏡頭、傳感器和視頻監(jiān)控芯片組成,可對影像進行記錄和壓縮并形成相應的信號,配備了AI模塊的視頻監(jiān)控芯片還具備智能運算的能力,可對前端設備收集到的數(shù)據(jù)進行結構化處理,從而實現(xiàn)
25、智能分析和處理;后端部分使用的設備主要為網(wǎng)絡視頻錄像機等存儲設備,可對前端設備記錄的視頻信號進行錄像、存儲和轉發(fā),配備了AI模塊的后端設備還可對收集到的數(shù)據(jù)進行智能運算,從而實現(xiàn)圖像識別等功能。 安防監(jiān)控先后經歷了模擬化、網(wǎng)絡化、高清化等三個階段。在模擬化階段,模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)的架構是由前端模擬攝像機和后端數(shù)字視頻錄像機組成,傳輸信號為模擬信號,基本職能為實現(xiàn)本地監(jiān)控;在網(wǎng)絡化階段,網(wǎng)絡攝像機在模擬攝像機的基礎上集成了視頻壓縮和網(wǎng)絡傳輸處理模塊,同時較模擬攝像機具備更高的清晰度。網(wǎng)絡攝像機的出現(xiàn)使得視頻監(jiān)控從僅限于本地監(jiān)控發(fā)展成遠程監(jiān)控;在高清化階段,高清攝像機采用先進的感光器件,使得圖像清
26、晰度和質量更高、場景覆蓋范圍更廣。目前,安防監(jiān)控行業(yè)迎來了智能化升級階段,通過嵌入AI芯片或在視頻監(jiān)控芯片中嵌入AI模塊,使得攝像機可對視頻數(shù)據(jù)進行結構化處理、智能計算分析和圖像識別,促使視頻監(jiān)控設備從被動監(jiān)控向主動識別過渡。智能化趨勢將推動視頻監(jiān)控應用于多元化行業(yè),從而促進視頻監(jiān)控行業(yè)快速發(fā)展。 每一次視頻技術的改革創(chuàng)新都驅動著安防監(jiān)控行業(yè)的進一步發(fā)展。隨著全球經濟的發(fā)展,社會和私人的安防意識和需求愈加強烈,疊加安防產業(yè)的迭代升級,全球安防監(jiān)控行業(yè)進入快速上升周期。同時,安防監(jiān)控行業(yè)正處于智能化的拐點,市場加速放量。發(fā)達城市雖然安防基礎設施趨于完善、市場本身增量不足,但在人工智能的賦能下,
27、智能監(jiān)控產品的迭代更新將成為安防監(jiān)控行業(yè)在全球發(fā)達城市的主要增長點;此外,中國二線及以下城市和亞太地區(qū)存量市場較大,安防監(jiān)控產品滲透率低,與歐美發(fā)達國家相比仍有較大提升空間。未來隨著民眾安全意識的加強及海外建設的逐步完善,全球安防監(jiān)控市場規(guī)模將持續(xù)上漲。根據(jù)Frost&Sullivan數(shù)據(jù),2021年全球安防視頻監(jiān)控設備市場規(guī)模為220億美元,2017-2021年復合增長率為6.9%。在技術迭代升級、安防監(jiān)控設備市場下沉的大趨勢下,預計2021-2026年,全球安防視頻監(jiān)控設備市場規(guī)模將以6.3%的復合增長率增長,2026年達到299億美元。 IPCSoC是安防監(jiān)控前端設備中的重要組成部分。
28、從視頻監(jiān)控系統(tǒng)進入網(wǎng)絡化階段以來,IPC成為了主流的前端設備,IPCSoC也成為了主流的前端設備視頻監(jiān)控芯片。在新一輪智能化升級中,IPCSoC與AI模塊相輔相成,共同實現(xiàn)了圖像識別、結構化分析等復雜的功能,給視頻監(jiān)控行業(yè)帶來了變革。2020年,受國際貿易摩擦和新冠疫情影響,IPCSoC銷售額出現(xiàn)下滑。2021年全球IPCSoC市場環(huán)比改善,市場規(guī)模為6.3億美元,2017-2021年復合增長率為10.3%。IPCSoC市場未來將伴隨技術不斷成熟和應用場景的持續(xù)滲透將保持高速增長,預計2021-2026年,全球IPCSoC市場規(guī)模將以11.5%的復合增長率增長,2026年達到10.9億美元。
29、 NVRSoC是安防監(jiān)控后端設備中的重要組成部分。隨著IP網(wǎng)絡的快速發(fā)展,視頻監(jiān)控行業(yè)在全球范圍內也逐漸進入了網(wǎng)絡化/高清化時代,NVR將逐步實現(xiàn)對DVR的替代。2020年和2021年,受國際貿易摩擦和新冠疫情影響,NVRSoC銷售額均出現(xiàn)一定程度下滑。2021年全球NVRSoC市場規(guī)模達到0.85億美元。在全球安防監(jiān)控市場規(guī)模持續(xù)增長及行業(yè)智能化升級的趨勢下,預計2021-2026年,全球NVRSoC市場規(guī)模將以7.7%的復合增長率增長,2026年達到1.24億美元。 (一)視頻監(jiān)控芯片視頻對講領域行業(yè)概況 攝像頭還被廣泛應用于消費等領域。以視頻會議系統(tǒng)為例,其主要由終端設備、本地設施及
30、軟件、服務等三部分構成,其中終端設備主要可分為USB視頻會議攝像頭和專用視頻會議設備,USB視頻會議攝像頭采集會場視頻數(shù)據(jù),并傳輸給專用視頻會議設備,從而實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的傳輸交換。視頻監(jiān)控芯片是USB視頻會議攝像頭和專用視頻會議設備中的重要組成部分,在圖像初始采集后,視頻數(shù)據(jù)往往存在大量冗余信息,不利于網(wǎng)絡傳輸、存儲和處理,視頻監(jiān)控芯片中的視頻編解碼技術可縮小占用的帶寬,提升視頻傳輸效率。 隨著AI5G大數(shù)據(jù)物聯(lián)網(wǎng)等技術的不斷成熟,催生了眾多新興的消費級應用場景,例如人臉識別驗證、視頻會議、智能顯示、智能家居、便攜式設備等。攝像機作為重要的感知和信息獲取設備,將被大規(guī)模地應用在以上消費應用場景
31、。在人臉識別驗證領域,隨著人臉識別支付、人臉門禁、人臉考勤等人工智能應用場景逐步成熟,人臉識別驗證攝像機滲透率逐步提高;在視頻會議領域,受全球疫情的影響,遠程辦公模式逐步被認可及使用,視頻會議產品迎來爆發(fā)式增長;在智能顯示領域,隨著車載顯示、樓宇對講顯示、工業(yè)人機接口等應用場景智能化程度提高,攝像頭在智能顯示場景將有較大發(fā)展空間;在智能家居領域,隨著家用監(jiān)控攝像頭、掃地機器人等消費電子產品逐步融入家庭場景,攝像頭在家庭場景的需求不斷上升;在便攜式設備領域,隨著運動相機、無人機、VR/AR等智能設備的興起,攝像機的滲透率將不斷提高。 以AIoT(人工智能物聯(lián)網(wǎng))應用為例,下游智能家居、智慧城市
32、、智能工業(yè)等物聯(lián)網(wǎng)應用需求的釋放使人工智能物聯(lián)網(wǎng)設備市場增長力強勁。根據(jù)Frost&Sullivan數(shù)據(jù),全球AIoT市場規(guī)模從2017年的159億美元增長至2021年的319億美元,復合增長率為19.0%。AIoT因具備智能終端感知和分析能力可加速滲透至家庭居住場景、城市建設及工業(yè)管理等領域,預計2021-2026年,全球AIoT市場規(guī)模將以12.6%的復合增長率增長,2026年達到578億美元。以上AIoT市場規(guī)模的高速增長將進一步推動視頻監(jiān)控芯片市場規(guī)模的增長。 受疫情影響,在線會議在全球成為主要趨勢之一,推動全球視頻會議市場規(guī)模持續(xù)增長。根據(jù)Frost&Sullivan數(shù)據(jù),全球視頻
33、會議市場規(guī)模在2021年達到89億美元,預計整體市場規(guī)模將在2026年達到192億美元,年復合增長率為16.6%。根據(jù)Frost&Sullivan數(shù)據(jù),2021年全球USB視頻會議攝像頭芯片市場規(guī)模為1.09億美元,2017-2021年復合增長率為52.8%。未來預計USB視頻會議攝像頭芯片市場規(guī)模逐漸飽和,2026年市場規(guī)模約為1.20億美元。 (二)視頻監(jiān)控芯片智能車載領域行業(yè)概況 除安防與視頻對講領域外,攝像頭還廣泛應用于汽車領域。車載攝像頭是指安裝在汽車上以實現(xiàn)各種功能的光學鏡頭,主要應用于行車記錄儀、倒車影像和360度全景攝像等場景,為車載攝像機的主要部件。以行車記錄儀為例,其核
34、心架構包含圖像傳感器、視頻監(jiān)控芯片和鏡頭。其中視頻監(jiān)控芯片負責圖像采集和數(shù)據(jù)壓縮,直接影響行車記錄儀的成像清晰度和質量穩(wěn)定性,是行車記錄儀最核心的部分。2019年7月,交運部發(fā)布的《數(shù)字交通發(fā)展規(guī)劃綱要》中,提出要推動載運工具、作業(yè)裝備智能化;鼓勵具備多維感知、高精度定位、智能網(wǎng)聯(lián)功能的終端設備應用,提升載運工具遠程監(jiān)測、故障診斷、風險預警、優(yōu)化控制等能力。此外,《數(shù)字交通發(fā)展規(guī)劃綱要》對智能車載攝像頭提出了更高的要求。 在AI技術的賦能下,車載攝像頭芯片算力提升,可高效處理海量異構數(shù)據(jù),實現(xiàn)車載場景的智能化。以行車記錄儀為例,在AI技術逐步賦能車載攝像頭芯片的趨勢下,智能行車記錄儀是未來車
35、載攝像市場的主要智能化應用,其擁有獨立操作與運行系統(tǒng),是集多元化功能為一體的智能高端車載設備,涵蓋ADAS、倒車影像、行車記錄、智能導航等核心功能。 車載攝像頭市場經歷了從單攝像頭到多攝像頭、普通攝像頭到智能化攝像頭的發(fā)展歷程。在傳統(tǒng)汽車領域,攝像頭主要應用在行車記錄儀、倒車影像等場景,且只具備攝像和存儲功能。在ADAS和自動駕駛快速發(fā)展的驅動下,車載攝像頭的使用數(shù)量和功能都發(fā)生了重大變化。根據(jù)ADAS功能的需求,攝像頭的安裝位置有所不同,分為座艙外攝像頭與座艙內攝像頭。座艙外攝像頭主要包括前視攝像頭、后視攝像頭、側視攝像頭、環(huán)視攝像頭等,除傳統(tǒng)攝像功能外,還包括車道偏離預警、車輛防碰撞預警
36、、側方盲區(qū)監(jiān)測、后方橫穿障礙物檢測、前方移動障礙物檢測、標識牌識別、紅綠燈提醒、AVM、環(huán)路視頻拼接等功能;座艙內攝像頭具備疲勞檢測、駕駛員身份識別、乘客動作識別、遺留物檢測等功能。達到L3自動駕駛水平的ADAS系統(tǒng)至少需要10個以上攝像頭,而L5自動駕駛水平所需攝像頭數(shù)量更高,這將為車載攝像頭市場帶來巨大的市場空間。 車載攝像頭市場主要可劃分為前裝、準前裝和后裝市場。前裝與后裝市場產品的主要區(qū)別在于,在前裝和準前裝市場中,產品購買者主要為汽車廠商,其更關注產品的可靠性和穩(wěn)定性,導入和驗證周期較長,技術迭代較慢;而在后裝市場中,產品購買者主要為汽車車主,其更關注產品的功能豐富程度和創(chuàng)新性,對
37、產品的技術指標有著更高的要求,技術迭代較快。當前,國家和企業(yè)對乘車安全愈加重視,多項針對汽車前裝產品的國標和要求逐步出臺,多地要求乘用車在出廠前需配備行車記錄儀等產品。這一趨勢將帶動汽車前裝和準前裝市場的快速發(fā)展并使整個車載市場重心由后裝向前裝市場轉移。 車載攝像頭前裝和準前裝市場在政策的驅動下加速放量,市場正在從后裝市場逐步向前裝市場轉移。根據(jù)Frost&Sullivan數(shù)據(jù),2021年單車前裝搭載攝像頭數(shù)量為1.3個,未來,隨著自動駕駛ADAS系統(tǒng)的普遍應用,預計2026年單車前裝搭載攝像頭將增長至2.7個。 車載攝像頭可應用于乘用車及商用車領域。相較于乘用車,商用車對于車載攝像頭產品
38、的性能提出了更高的要求,國家政策對于重型卡車、輕型卡車及渣土車等車型的車載攝像頭要求逐步明確,促進商用車車載攝像頭技術的變革及市場規(guī)模的擴張。商用車對視頻處理的路數(shù)要求較高,需同時接入多個攝像頭進行錄制,每一路均需進行錄像存儲及錄像分析。這一趨勢將帶動商用車市場的高清化、高端化、智能化、多路數(shù)化。 近年來,ADAS技術的逐漸成熟,推動了單車搭載攝像頭數(shù)量的大幅提升,全球車載攝像頭市場規(guī)模增速樂觀。首先,ADAS的技術含量越來越高,對攝像頭的質量和數(shù)量的要求都隨之增加;其次,車載芯片的算力得到提升,一顆芯片可以支持多顆的攝像頭同步運轉,目前攝像頭正在從單目向雙目轉變,從而測距的精準度將得到加強
39、,對芯片性能要求進一步提高;另一方面,車載攝像頭需要與整車上各個單元精準聯(lián)動,因而對于算力的要求亦持續(xù)提升。根據(jù)Frost&Sullivan數(shù)據(jù),2021年全球車載攝像頭市場規(guī)模為143.6億美元,2017-2021年復合增長率為13.9%。預計2021-2026年,全球車載攝像頭規(guī)模將以10.3%的復合增長率增長,2026年達到234.1億美元。隨著全球汽車產量的穩(wěn)步提升,以及智能駕駛市場的興起,下游車載攝像頭需求持續(xù)上升,同時對車載攝像頭芯片的編解碼能力、圖像處理能力以及AI應用提出了更高的要求,帶動全球車載攝像頭芯片往高清化、高端化、智能化、多路數(shù)化演進,市場規(guī)模持續(xù)增長。全球車載攝像頭
40、芯片市場規(guī)模從2017年的7.4億美元增長至2021年的22.8億美元,復合增長率為32.6%。在ADAS、自動駕駛等快速發(fā)展的驅動下,單車配置的前裝攝像頭數(shù)量將逐步增長,促進全球車載攝像頭芯片市場規(guī)模進一步擴大,預計2021-2026年,全球車載攝像頭芯片規(guī)模將以31.0%的復合增長率增長,2026年達到87.9億美元。 行車記錄儀是車載攝像產品的重要細分領域,逐漸朝智能化方向發(fā)展。在行車記錄儀芯片方面,根據(jù)Frost&Sullivan數(shù)據(jù),2021年中國行車記錄儀芯片市場規(guī)模為7.1億元,2017-2021年復合增長率為20.2%。預計2021-2026年,中國行車記錄儀芯片市場規(guī)模將以11.4%的復合增長率增長,2026年達到12.2億元。
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