安防芯片「国产化」自卫战

撰文 | 晏清

编纂 | 四月

海康威视在 10 月商业风浪中履历的采购问题，引出了一个中国安防企业配合面临的成长要害——芯片。

 以海康威视为例，剖析其芯片采购组成会发现：高端 CPU、GPU 等通用器件首要起原于安霸、英伟达、英特尔等美国企业；余下的中端甚至是低端元件来自于海思等国内企业，但值得一提的是 SoC 芯片等元件已实现非美国供给。

面临如斯的飞来横祸，海康威视在德律会议上回应，在高端元件方面事先备好的 1-2 年存货和正在进行的供给链及产物方案的替代处理，缓和了此次风浪中履历的风险和压力。

但所有人都悉知这并非久远之计。,海康威视高级副总司理、董秘黄方红明确透露「若是有需要我们本身设计芯片」，「自研一款芯片并不是很复杂的事情，但人人需要存眷的是中国芯片财富链整体的进展」。

国内安防市场现在面临了一个希腊半神英雄阿基里斯一般的逆境。

国内安防财富体量伟大，但与此同时，高端芯片过度依靠进口的近况却反映出国内安防芯片范畴成长的不良于行。安防芯片就是这个英雄懦弱的脚踵，被击中后不光步履维艰，更有就此轰然倒下的危机。

这在这个特别的交际汗青时期尤为激发思虑和存眷。

国产芯片问题的要害在哪里？

这就需要对近期安防财富链条中的要害芯片元件的市场，以及芯片设计 EDA 行业进行集中整顿和剖析，才能较为周全地熟悉到个中的问题。

1.CPU

CPU 是芯片范畴手艺追赶难度最大的存在，同样也是安防范畴数据中心端最主要的存在。

一方面，英特尔几乎垄断了整个 CPU 市场，国内敢于挑战 CPU 内核的企业团队数量非常有限。固然有龙芯如许具有研发能力的厂商，但产物多半没有实现贸易量产。是以维持生存和运营仍需要申请科研项目和当局的补助。

另一方面，因为缺乏完美的财富生态支撑，尽管做出的产物在单一或部门指标上可以超越国外 CPU，但照样不足以与市场主导产物形成竞争。

但有进展的是，从龙芯（MIPS）架构，海光和兆芯（X86 架构，从 AMD 和 VIA 获得授权，申威（购置 DEC alpha 架构），再加上一些交流芯片，arm 架构的处理器，中国根基能实现整个较量机和收集设备的全自立。

同时，RISC-V 开源架构的普及有望吸引到更多的挑战者。

1）龙芯，源于中科院，是国内 PC 级 CPU 销量最大的公司，打破了国内部门专家和从业人士并不看好 CPU 国内自立路线的成长的掉队观点。

最新一代龙芯 3A4000 处理器，采用 28nm 工艺，频率从龙芯 3A3000 的 1.5GHz 提拔到了 2.0GHz，架构升级为 GS464V，搭配的芯片组也升级到了龙芯 7A2000，28nm 工艺。今朝表态的只是样机量产向客户供货要比及来岁。

另一波代表产物，龙芯 3A/B3000 处理器出货量达 30 万片以上。据称更调到 14 纳米工艺后，就能达到 AMD 公司 Zen 系列处理器的水平。

2）兆芯，成立于 2013 年，是 VIA 威盛与上海当局基金成立的合资公司，获得了 X86 授权，是国内成长高机能 X86 处理器的中坚力量。

兆芯和安钛克合作发布国产化自立可控收集平安..，也与龙芯、高涨有合作，推出龙芯 3A3000/3A4000，兆芯 C4600、高涨 FT1500A/2000 系列。

在 x86 处理器范畴，若是说状元和榜眼离别是英特尔 (intel) 和 AMD，那么探花则是 2013 年成立的上海兆芯集成电路公司。

本年 6 月份发布的兆芯 KX-6000、KH-30000 系列，将工艺升级到 16nm 工艺，成为国内第一款主频达到 3.0G 赫兹的通用 CPU，有 4 核及 8 核两种规格，还支撑 PCIe 4.0、双通道 DDR4 内存，搭配的芯片组升级到了 KH-3000 系列。

3）本年初，华为推出鲲鹏 920，成为业界首颗兼容 ARM 架构的 64 核数据中心处理器。

机能上，四核版相当于酷睿 i5 6300H，八核版相当于酷睿 i5 8300H。采用 7nm 工艺制造，该处理器基于 ARMv8 架构，拥有 64 个 2.6GHz 焦点，支撑 8 通道 DDR4、PCIe 4.0 和 CCIX 互联芯片。

9 月，华为已经率先在深圳电力行业布置鲲鹏国产 CPU 生态系统，逐渐庖代英特尔 CPU。

4）高涨，是国产 CPU 企业中可以笼盖高机能较量芯片 (大) 到桌面、嵌入式芯片 (小) 均能供应产物的企业，是国产芯片的主流代表之一。

截止 2019 年 8 月，已结合 500 余家软硬件合作伙伴，研制了 6 大类 300 余种整机产物，移植、优化了 1000 余种软件。

2019 年 8 月 26 日，国内自立平安范畴领军企业中国长城完成对天津高涨 35% 的股权收购，成为天津高涨的第一大股东。

2.GPU 芯片：

GPU 方面，产值小、门槛高使市场内几乎只剩下两家能够研发高机能 GPU 的公司：AMD 和英伟达。英伟达是全球最大的自力 GPU 供给商，GPU 芯片发卖收入占到了总收入的 81%。

而在移动 GPU 端，主流架构首要包罗 ARM 斥地的 Mali、Imagination 斥地的 PowerVR，以及高通斥地的 Adreno。

在被苹果甩掉前，Imagination 曾是业内最大的研发商，濒临倒闭，2017 年被中国私募投资基金——凯桥（Canyon Bridge）斥资 5.5 亿英镑（约合 49 亿元人民币）收购。今朝全球采用 Imagination 手艺的芯片出货已经跨越了 110 亿颗。

手艺、人才、专利，这三样成为了其他公司与之同场竞技时不得不面临的主要障碍，国内 GPU 厂商更是难以摸到彼此之间的伟大差距。景嘉微成为了今朝国内独一量产 GPU 的行业龙头。

1）景嘉微，国内 GPU 行业龙头，A 股独一 GPU 芯片设计公司，成立于 2006 年 4 月。

研发背靠国防科大，并积极与国表里算法公司睁开新手艺合作。首款具备自立常识产权的图形处理芯片 JM5400 已经起头应用，下一代 GPU JM7200 流片、封装、测试、适配顺利, 本年 3 月份获得首批订单，来岁有望放量。JM9231 GPU 机能可达到 2016 年中低端产物水平，这对于起步较晚的国内显露芯片行业而言应该说意义照样非常重大的。

2）西邮微电，嵌入式图形处理器（GPU）芯片-萤火虫 1 号，嵌入式 GPU 芯片，该项目填补了国内空白，总体手艺达到国内领先水平。

3）中科曙光，代表的 Xmachine GPU 办事器和 Sothis AI 人工智能..，面向金融人工智能应用，供应定制化斥地产物及办事。从芯片、板卡、整机、..、斥地架构上，周全撑持金融机构的人工智能应用，提高金融办事器机能，掌握金融风险。

4）英特尔，来岁即将推出 Xe GPU，半路进军已经十分成熟的 GPU 市场，势必会做出差别化产物。据称，GPU 将成为英特尔公司将来第二主要的产物。

5）Vivante 被芯原微电子收购，主流的嵌入式 GPU 手艺供给商，ARM、Imagination、Qualcomm、Vivante 和 NVIDIA 五强根基垄断市场。

3. ASIC 芯片/AI 芯片：

专用芯片 ASIC（多为 AI 芯片）的高研发时间成本和高手艺贸易化风险成了将来推广之路的一大障碍。但其场景定制化的长处备受安防厂商青睐，今朝国内已有成熟安防芯片产物，如比特大陆、寒武纪、地平线、依图等。

因为尚未形成必然的手艺壁垒，国内芯片厂商纷纷抓住此次机会想要一展头角：中科寒武纪推出了 NPU 芯片，地平线推出了 BPU 芯片等等以响应市场的号召。国内芯片厂商在这一范畴的成长值得等候。

中星微是第一家中国自立研发制造的芯片的企业，在 2001 年成功研发出了具有自立常识产权的芯片，2003 年占有全球 60% 的市场，同时也是第一家 2005 年成功在纳斯达克上市的国产芯片企业。Vimicro AI 代表产物，星光智能 SoC 芯片——「星光 1-5 号」，最新代表第二代神经收集处理器芯片「星光智能二号」。

阿里在 2018 年收购中天微后，在本年推出首款云端 AI 加快芯片含光 800，号称今朝业界机能最强的 RISC-V 架构芯片之一。但和华为鲲鹏雷同，首要为自产自用状况。

寒武纪借「华为麒麟」出道，今朝已经完成终端：寒武纪 1A、1H、1M 处理器 IP；边缘端：思元 220 芯片；云端：思元 100、思元 270 芯片三条产物线结构。

地平线则在本年安博会上发布安防产物线的「向阳二代」，同时推出 Horizon Hero 一站式全场景边缘 AI 芯片解决方案。

4.CMOS 芯片：

作为图像传感器常见于安防范畴。跟着工艺与手艺的络续提拔，高端 CMOS 的价钱也随之下降，这直接影响到范畴内高清摄像机的将来成长。

从区域来看，传感器范畴一向是..企业的强势主场，索尼就是个中的主要代表。

索尼 2018 年的份额为 50.1%，固然比 2017 年有所削减，但仍把握过半市场。排在第 2 位的韩国三星电子（20.5%）与其差距依然伟大，美国的豪威科技占比 11.5% 位居第三。

索尼和三星、豪威，作为世界 CMOS 市场的三巨头，把握着电子消费品各应用范畴的首要份额。他们同样是安防市场购置图像传感器时优先考虑的第一梯队。

第四五名离别是美国的安森美半导体和韩国的 SK 海力士，占比都不跨越 10%。

与这三家分晋的强势地位比拟，国内本土 CIS 厂商在手艺和规模上相去甚远，产物还只能首要存在于中低端电子消费范畴。

5. 存储芯片：

数据信息量最大、数据条理最雄厚的安防行业特点对存储芯片的机能提出了重大的要求。

据发卖统计，存储芯片三类首要产物的排位离别是：DRAM、NAND Flash、Nor Flash。

在市场方面：IDM 厂韩国三星和海力士在内存和闪存两个方面拥有绝对优势，2017 年曾离别在两个范畴内合计取得跨越四分之三和二分之一的市场份额；中国厂商在竞争力极为有限的情形下，今朝占有世界市场 1% 的份额。

在手艺方面：差距显著。三星、英特尔等龙头企业已经起头陆续量产 64 层闪存产物，而武汉长江存储还在试图成长 3D NAND Flash（闪存）的手艺，但今朝仅处于 32 层闪存样品阶段。

但可喜的是在 Nor Flash 这个约为三四十亿美元的小市场中，兆易立异倒是世界首要介入厂商之一。其他主流供给厂商为..旺宏，美国 Cypress，美国镁光，..华邦。

6.FPGA 芯片：

尽管估计「全能芯片」的设置将会成为市场的一个主要选择，国内企业仍没有是以而加快在公司层面的迟缓成长。这种糟糕的局势，跟着大厂商英特尔、赛灵思接踵推出重磅产物后受到震动。国内厂商的手艺追赶压力进一步加大。

国产 FPGA 还集中在解决根蒂 EDA 软对象和雄厚产物线这两方面时，国外厂商已经在加大系统整合和软甲布置能力了。

今朝已知在这一范畴进行结构的国内芯片厂商有：紫光国微、安陆信息、复旦微电子、西安智多晶微电子等。

7.MCU 芯片：

MCU，即微掌握单元（Microcontroller Unit），18 位常见于摄像机等电子产物中，而在安防范畴更多的是使用 32 位。总体看来，岂论是手艺进步性照样市场份额，国内厂商都无法与国外厂商媲美。

就市场而言，今朝中国企业整体占有世界市场份额的 6%。

就中国企业的产物来看，占有主流的 MCU 产物还停留在 8 位，多存在于低端电子消费品中，市场占比为 50%；16 位和 32 位离别占有市场内 20% 摆布的份额。

中高端范畴仍然把握在国外如恩智浦、瑞萨等老牌大厂商手中。

8.DSP 芯片：

DSP，即旌旗处理芯片，用来更好地实现大量数字旌旗的处理。

作为通信、较量机、消费类电子产物的根蒂元件，DSP 的主要性毋庸置疑，但国内生产厂商在这个范畴却屈指可数，能够明确点出国瑞科技、四创电子这两家公司。

面临如德州仪器、摩托罗拉、ADI 等世界局限内具有代表性的企业，中国企业活着界市场内还不组成任何影响力，全球市场占比几乎为零。

9. 视频监控：

抛开富瀚微、中星微等老厂家不提，后起之秀华为海思已成功挤下了德州仪器和安霸的市场宝座，成为了视频监控芯片行业名副其实的寡头。单从国内市场来看，将来视频监控财富规模仍将连结 12%—15% 摆布的增速，收集监控设备的市场份额增进尤盛，将来视觉芯片的需求增进特别可观。中国企业已经在视频监控范畴形成了强势地位，将来将持续连结高速成长。

10.EDA 行业剖析：

EDA 行业存在高度垄断，Synopsys、Cadence、Mentor 垄断了国内芯片设计市场 95% 以上的份额。他们能够为客户供应完整的前后端手艺解决方案，而国产 EDA 厂商在这个过程中的进献几乎为零。

国产 EDA 与国外 EDA 软件在设计道理上并无差别，但因为进步手艺和工艺的支撑不足，导致了软件机能之间存在不小的差距。

在国度和处所当局鼎力搀扶集成电路成长的前提下，今朝国内的九家公司大部门以点对象为主，缺乏周全撑持财富成长的能力，存在产物不敷周全，与进步手艺连系不足、人才等瑕玷，有待由点到线，再到面的成长。

今朝，中国芯片企业活着界芯片市场里难以商议竞争力这个问题，在整个芯片市场内的成长并不乐观，焦点范畴严重缺席，但也不乏亮点存在。

显而易见的是，中国芯片企业在芯片市场内分布不均，结构严重不足。固然有 MCU 范畴内中国企业簇拥而至的近况，但更多的是像 GPU、DSP 等范畴内中国企业寥若晨星，难认为继的悲凉场景。

归根结底，手艺成为了中国企业止步于开发部门范畴的主要原因。尽管从外观上看会有像 CPU 范畴的市场垄断，成为某些企业抛却争夺的主要影响身分，然则追本溯源会发现，并吞市场的要害照样在于手艺的快速成长，络续更新的手艺将反感化于市场的快速占领。

今朝，众国产芯片厂商如同勇攀岑岭的一组爬山队，海思、龙芯等企业率先成为敢于测验打破手艺壁垒的先头军队。但因为起步晚，部门范畴手艺差距悬殊，行业命脉仍被把控在如德州仪器、安霸等老牌芯片设计公司的手中。是以安防芯片财富..要起劲霸占的就是芯片财富的高端范畴。

安防市场..的痛点在于，中低端芯片企业在中国是更为宏大的群体，尽管他们对市场需求回响天真，然则更多的中低端企业能供应的手艺不足以知足市场越来越复杂的高端需求。

安防范畴的手艺重点已从简洁传统的图像数据的收集和存储，转入对图像数据的有效信息挖掘和剖析。要想将「中国制造」改变为「中国智造」，就需要鼓励越来越多的中游企业到场高端结构，跟紧进步手艺的络续更迭，并起头着眼于自立研发，以期将来具有精巧的研发实力，从而活着界市场中更具有竞争力。

关于安防芯片和安防财富国产化，如下几个建议：

1. 正视手艺差距，从新对芯片财富结构

存眷到芯片财富成长的不均，就应积极出台政策鼓励资金和手艺成长成熟的企业到场那些中国企业弱势的范畴；同时赐与那些弱势企业响应的匡助。为鼓励企业持续增大对手艺的投入，提出响应的补助，长此以往的成长有助于国内手艺的提高，缩小和国际顶尖手艺间的追赶，这才是解决芯..难题的实质。

2. 把握 AI ..成长前沿手艺，积极成长手艺

自 2017 年起国内安防财富已周全进入 AI 时代，然则 AI 占有安防主流市场，保守估量仍需要 5-10 年的时间。在这段时间内，传统安防芯片企业需要认清本身的手艺成长劣势，跟紧前沿手艺的措施，积极用 AI 为本身赋能。并凭借自身对安防行业的深度懂得和渠道资源，快速推出垂直行业的智能化解决方案。而新兴人工智能创业企业，则需要巧用手艺优势，抓住 ASIC、FPGA 等新的手艺优势，快速占领市场，而且在连结手艺优势的同时，落实产物落地、工程交付等产物和办事实质。

3. 积极结构聪明社区财富，抢占财富先手

2018 年我国聪明社区财富规模达到 3920 亿元，聪明社区视频监控设备财富规模为 438 亿元，规模占比为 11.17%。新兴聪明社区的扶植为安防财富的民用成长带来伟大商机，更遑论是老旧小区的将来革新。社区将是「万物互联」的要害一环，对于安防财富来说这将是一个亿万级的市场，凭借着设备和..的独有优势，安防企业在这一范畴将具有奇特的竞争优势。盼望新的市场能够促进财富链的络续成长，刺激到芯片企业新的成长决心和市场野心。

国产安防芯片财富的成长还要有赖于国度政策的搀扶和正视。正视手艺上的伟大差别，起劲鼓动行业和企业自己，络续刷新，索求高精尖的人工智能手艺并以此为焦点。起劲打破高端芯片范畴中国企业少数派的近况，从而促使整个行业手艺成本的降低。陪伴着整个行业成本门槛的降低，有助于更多的中粗俗企业到场游戏，使周全..落实的更彻底。