海思空出的市场谁在填充？国产安防芯片深度研究报告下载
时间：2021-09-03 10:10:34
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[导读]如想获得本文的报告，可以点击阅读原文或扫描最下方二维码获取。来源：光大证券华为在去年遭遇了美国政府两轮的制裁，其已经把华为代工制造和外购芯片的路彻底封堵，华为海思“缺芯”已经不是什么秘密。除了关注度很高的麒麟芯片，海思设计的芯片无法生产制造所产生的影响不单单是华为的手机业务和相关...
如想获得本文的报告，可以点击阅读原文或扫描最下方二维码获取。来源：光大证券
华为在去年遭遇了美国政府两轮的制裁，其已经把华为代工制造和外购芯片的路彻底封堵，华为海思“缺芯”已经不是什么秘密。除了关注度很高的麒麟芯片，海思设计的芯片无法生产制造所产生的影响不单单是华为的手机业务和相关的供应链，还有华为海思在安防监控的芯片供应。原标题：《安防行业快速发展，芯片厂商迎重要机遇》作者： 刘凯 等
01.安防芯片四大类型，安防设备的核心
02.高清化、智能化推动行业发展
安防视频监控市场的总趋势是高清化、网络化和智能化。安防视频监控技术已经历全模拟监控、数字监控、网络监控三个发展阶段，并正在快速向新一代智能高清监控的发展方向演进。随着视频监控技术的推陈出新，视频监控多媒体处理芯片也在不断更新换代。▲视频监控发展趋势IPC SoC 出货量不断增加。随着行业的不断发展，对摄像头清晰度要求不断提高，主流产品清晰度从 200 万像素、400 万像素到 800 万像素（4K 分辨率）不断提高。随着清晰度的提高，视频监控的应用场景不断扩展，全球网络摄像机出货量从 2017 年的 0.79 亿台增长到 2020 年的 1.43 亿台，年复合增长率 21.82%。据IHS 预测，2023 年网络摄像头出货量将增长到 2.00 亿台。▲网络摄像机出货量（单位：亿台）
03.集中性与碎片化共存需求量持续增长
2G/2B/2C，安防行业集中性与碎片化并存。安防行业既有集中型的大型城市级安防项目，同样拥有碎片化的小型用户项目，且碎片化的形态存在已久，市场中存在无数散落在全国各地区以及各行业的非标需求。而随着人工智能、大数据等新一代信息技术发展，智能安防时代的到来让安防行业的边界逐渐模糊化，在新技术的加持下许多未被满足的需求有望实现，行业“碎片化”的现象越发明显。▲安防行业长尾效应示意图
华为在去年遭遇了美国政府两轮的制裁，其已经把华为代工制造和外购芯片的路彻底封堵，华为海思“缺芯”已经不是什么秘密。除了关注度很高的麒麟芯片，海思设计的芯片无法生产制造所产生的影响不单单是华为的手机业务和相关的供应链，还有华为海思在安防监控的芯片供应。原标题：《安防行业快速发展，芯片厂商迎重要机遇》作者： 刘凯 等
01.安防芯片四大类型，安防设备的核心
1、四类安防芯片
视频监控系统主要包括前端、后端两类设备，按监控系统分为两类四种主要芯片。前端设备完成对视频原始图像信号的采集和处理，将图像信号转化为模拟/数字视频信号，并传输到后端设备中。后端设备包括控制、显示、储存等。SoC 产品主要包括：前端ISP、前端 IPC SoC 芯片、后端 DVR SoC 芯片、后端 NVR SoC 芯片。▲视频监控系统四类主要芯片（1）、ISP：视频监控摄像机成像质量的关键。ISP 芯片的主要作用是对视频监控摄像机前端的图像传感器（CCD 或 CMOS）所采集的原始图像信号进行处理，使图像得以复原和增强，经 ISP 芯片处理后的输出图像可直接在显示器显示或通过数字硬盘录像机（DVR）进行压缩、存储。ISP 芯片的性能好坏直接决定了视频监控摄像机的成像质量。ISP 是 SoC 核心。一个 ISP 其实是一个 SoC 核心，内部包含 CPU、SUP IP、IF等单元，可以运行各种算法程序，实时处理图像信号。ISP 的控制结构由 ISP 逻辑和运行在上面的 Firmware 两个部分组成，逻辑单元除了完成一部分算法处理外，还可以统计出当前图像的实时信息。Firmware 通过获取 ISP 逻辑的图像统计信息进行重新计算，反馈控制 Lens、Sensor 和 ISP 逻辑，以达到自动调节图像质量的目的。（2）、IPC SoC：安防芯片最重要标的。IPC SoC（IPCamera）芯片是视频监控网络摄像机的核心。IPC SoC 通常包含ISP 模块和视频编码模块，经过摄像机前端图像传感器采集的视频原始数据经过ISP 模块处理后，送到视频编码模块进行压缩，压缩后的视音频码流传输到后端NVR，NVR 对视音频数据进行接收处理并存储。▲IPC SoC 芯片架构图IPC SoC 的发展经历了几个阶段，产品性能全方位提升。第一阶段主要为图像处理能力的提升，产品自动曝光控制能力、自动白平衡能力、色彩校正能力、校正能力、祛除坏点能力不断提高。第二阶段开始关注 IPC 编码处理能力的提高，随着带宽、存储空间消耗的降低，IPC 整体成本下降。随着 AI 技术的发展，第三阶段到来，智能化不断推进，IPC 应用领域扩展。视频解压码高压缩比化，带 VCA 芯片成为趋势。监控摄像头像素的提高给线路传输、后端存储带来了较大的压力，因此对视频编解码技术的要求也不断提高。H.265（HEVC）新标准将成为未来编解码主流技术。面对数据传输、后端存储的压力，IPC SoC 厂商开始将部分分析功能划分到前端芯片，具有 VCA（视频内容分析功能）功能的 IPC SoC 成为趋势。（3）、DVR SoC：集编解码、压缩、储存于一身。DVR(DigitalVideoRecorder)，即数字视频录像机，成本低、网络远程监控受限。前端设备采用模拟摄像机，后端采用数字记录技术，DVR 集合了录像机、画面分割器、云台镜头控制、报警控制等功能于一身，便于组成一个小型的监控系统。但由于技术架构的局限性，数字硬盘录像机无法解决网络远程监控环境中的传输和多路同时监控、高集成度集中监控等问题，不适合准备升级的新建监控系统以及要求远程视频传输(超过 1～2 公里)的系统。DVR SoC 将模拟音视频信号数字化、编码压缩与储存。竞争激烈 产品替代，DVR 市场发展受限，但仍有发展空间。DVR 市场中厂家众多，且各家产品之间同质化较为严重，这使得 DVR 市场内部竞争异常激烈。随着高清网络摄像机的发展和价格的降低，DVR 产品正面临着来自 NVR 的挑战。市场定位不同，DVR 产品仍有市场空间。小型监控场景中如果对视频清晰度要求不是很高(不高于 1080P)而传输距离又不远，很有可能会选用模拟方案，如一般的店铺监控、小区监控。（4）、NVR SoC：需求优势随网络化进一步扩大。NVR(NetworkVideoRecorder)，即网络录像机，核心特点是它的网络功能。NVR最主要的功能是能通过网络接收 IPC(网络摄像机)传输的数字视频码流，并进行存储、管理，从而实现网络化带来的分布式架构优势，在图像处理、图像储存、检索、备份、以及网络传递、远程控制等方面优于模拟监控系统。简单来说，通过 NVR，可以同时观看、浏览、回放、管理、存储多个网络摄像机。NVR SoC接受网络摄像机的 IP 码流，进行编解码、存储。兼容性及成本较高制约 NVR 发展，但需求优势仍在进一步扩大。当今网络产品涉及的标准协议众多，涉及的功能点也多，各 IPC SoC 厂家采用的协议不一致，直接导致系统接入困难或无法接入。NVR 系统与模拟摄像机、DVR 系统相比较而言，因研发成本与生产成本的关系，价格仍然显得偏高。从市场层面来说，由于监控市场对于高清和网络化的追求，因此 NVR 拥有比 DVR 更为广阔的市场空间。2、 安防芯片量价齐升，市场规模稳步增长
摄像头在视频监控支出中占比最高。根据 IDC 中国数据显示，摄像头是中国视频监控市场最大的支出，2018 年占市场支出的 64.3%。ISP：根据富瀚微披露数据测算，ISP 均价约 5~6 元，价格较为稳定。传统模拟安防摄像头占比逐年下降，而车载市场成为未来重要增长点。根据 TSR 数据，2023 年全球车载摄像头出货量 2.04 亿颗，有望成为 ISP 重要增长点。传统安防ISP 近些年市场出货量保持稳定，维持 7000-8000 万颗每年。▲2020-2023 年 ISP 市场规模测算（单位：亿元）IPC SoC：根据立鼎产业研究网数据，IPC SoC 其中低端产品售价 1~2 美金（占比约 75%），中端售价 3~4 美金（占比约 20%），高端产品售价 10~20 美金（占比约 5%），因此测算整体 IPC 均价约 2.6 美金。随着中高端产品占比上升，产品价值量有望提升。根据 IHS 测算，2023 年全球网络摄像机出货量有望达 2 亿台，对应 IPC 需求约 2 亿颗。DVR/NVR SoC：根据富瀚微披露数据测算，DVR/NVR SoC 均价约 22 元人民币。随着 AI NVR SoC 芯片渗透率提升，价格有望上升。根据 IHS 预测，2023 年全球 Linux 系统录像机（即 DVR/NVR）出货量有望达 3955 万台。我们据此测算20~23 年 IPC SoC 市场规模约 23.9/41.8/55.5/67.1 亿元；DVR/NVR 市场规模约7.3/8.6/9.8/11.1 亿元。▲2020-2023 年安防 SOC 市场规模测算（单位：亿元）3、 安防芯片行业集中明显
安防 SoC 属于芯片设计行业，上游为芯片代工厂，下游为安防电子设备厂，上下游较为集中。集成电路产业链包括设计、制造、封装和测试等环节，各个环节目前已分别发展成为独立、成熟的子行业。集成电路设计企业设计的产品方案，通过代工方式由晶圆代工厂商和封装测试厂商完成芯片的制造和封装测试，然后将芯片产成品作为元器件销售给电子设备制造厂商。按照购销关系，行业上游晶圆代工厂商、封装和测试厂商集中度较高，下游安防电子设备制造厂商龙头集中效应明显。▲安防 SoC 产业链根据 IDC 测算，2018 年，海康大华市占率合计约 50%。2018 年海康威视市占率达 36.4%，为市场绝对龙头，大华市占率占 15.5%，电子设备制造厂商龙头集中，呈现双寡头态势。▲2018 年中国视频监控市场厂商份额与下游大的安防厂商的稳定合作，是安防芯片厂商的重要支撑，一方面大客户的需求保障了芯片厂商的业绩稳定，另一方面芯片厂商与安防终端大客户的密切合作有助于不断迭代自身产品，提升产品竞争力。02.高清化、智能化推动行业发展
安防视频监控市场的总趋势是高清化、网络化和智能化。安防视频监控技术已经历全模拟监控、数字监控、网络监控三个发展阶段，并正在快速向新一代智能高清监控的发展方向演进。随着视频监控技术的推陈出新，视频监控多媒体处理芯片也在不断更新换代。▲视频监控发展趋势IPC SoC 出货量不断增加。随着行业的不断发展，对摄像头清晰度要求不断提高，主流产品清晰度从 200 万像素、400 万像素到 800 万像素（4K 分辨率）不断提高。随着清晰度的提高，视频监控的应用场景不断扩展，全球网络摄像机出货量从 2017 年的 0.79 亿台增长到 2020 年的 1.43 亿台，年复合增长率 21.82%。据IHS 预测，2023 年网络摄像头出货量将增长到 2.00 亿台。▲网络摄像机出货量（单位：亿台）
1、高清化
4K/8K（超高清以上）带来行业多领域升级，夜间监控、大视角监控、智能监控获得发展。安防监控行业越来越重视夜间低照度或者零照度的监控效果，超高清技术的应用，可以让 ED(低折射率高色散系数)玻璃较好地校正色差，提高日夜成像的共焦能力和像质。超高清解决公共场所大视角监控问题。对于机场、火车站等大面积、人员集中的公共场所来说，大视角技术的运用越来越得到重视。在这类场所中，由于需要监控的人员多、需要监控的角度大，目前大多采用球机或两个半球机来达成无死角的监控。然而这样监控受制于视场角问题，能大角度监控的分辨率就较低，分辨率较高的又无法完成全景监控。超高清是远距离 AI 智能技术应用的基础。智能技术的人脸识别、步态识别等生物识别技术受制于分辨率的限制。而超清技术的加盟可以大大缩小这一领域的缺陷，随着 H.265、H.266 新一代编解码标准的商用，4K 技术在传输、成像技术的突破，特别是对于传感器性能的优化将很大程度上解决这一问题。政策支持超高清技术发展，IPC SoC 由高清走向 4K/8K。安防已经从模数时代满足人眼态势监看的“看得见”阶段，演进到满足分辨细节目标的“看得清”阶段，清晰度的不断提升，从高清进一步向 4K 和 8K 超高清。2018 年 5 月，东方明珠新媒体股份有限公司与中国电信、富士康等联合发布“5G 8K”试验网，这是中国首个基于 5G 测试网络的 8K 视频应用平台。2019 年 3 月，中国工信部等三部委联合印发《超高清视频产业发展行动计划（2019-2022 年）》，提出要按照“4K先行、兼顾 8K”的总体技术路线，大力推进超高清视频产业发展和相关领域的应用，中国视频业发展向超高清显示演进。《行动计划》提出，2022 年，我国超高清视频产业总体规模超过 4 万亿元，4K 产业生态体系基本完善，8K 关键技术产品研发和产业化取得突破，形成一批具有国际竞争力的企业。终端大厂积极布局 4K 产品和方案。目前主流安防企业已经推出诸多 4K 产品和方案，如大华 4K 极光摄像机，海康威视 4K 视频监控方案、华为 4K 智能球机、天地伟业 4K 全局球、江森自控乐思 4K 超高清摄像机等。4K/8K 带动高端 IPC 市场快速放量。4K 技术可以与 5G、人工智能等技术深度融合，运用 5G、AI、视频三种技术的融合，加速智慧安防的突破性革新。我们认为，未来安防 4K/8K 应用将快速渗透，4K/8K IPC 需求将快速增长，同时由于高端产品价格较高，有望带动 IPC SoC 整体市场量价齐升。2、智能化
AI 芯片提供算力保障。在前端，摄像机通过 AI 芯片具备足够算力，为前端智能算法和应用提供了高效的运行环境。同时在边缘和中心，AI 芯片也为海量视频、图片、数据的深度解析和大数据碰撞、检索提供算力保障。从而形成端边云全网智能化的算力基础。AI 安防应用广泛，消除了传统上下游的界限。视频监视是 AI 部署的热门领域，AI 为安防添上了“智能”的翅膀，技术发生了翻天覆地的变化，落地应用万千，物联网、智能硬件、自动驾驶、ADAS 等领域均需求旺盛。AI 安防产业链与传统安防的最大差异在于，上下游的关系并非泾渭分明，未来将形成 AI 公司、安防厂商、集成商、云服务商并立共存的格局。▲AI 安防应用领域AI 助力传统安防痛点解决。传统安防面临很多尚未解决的痛点。1）产生的大量非结构化数据，处理及利用困难。2）安防系统尚未形成统一整体，独立性使信息利用困难。3）自动化程度低，人力成本较高。引入 AI 技术能够较好的解决行业痛点，AI 技术的自动化、结构化、共享性、预测性等特点使 AI 技术能够很好的服务于安防产业。政策支持、多传感融合等是 AI 发展驱动力。政策对安防芯片提出新要求，AI 安防成为趋势。工业和信息化部、国家广播电视总局、中央广播电视总台日前联合印发的《超高清视频产业发展行动计划（2019-2022 年）》对安防监控领域提出新要求。要求加快推进超高清监控摄像机等的研发量产。推进安防监控系统的升级改造，支持发展基于超高清视频的人脸识别、行为识别、目标分类等人工智能算法，提升监控范围、识别效率及准确率，打造一批智能超高清安防监控应用试点。多种传感融合进一步带动 AI 芯片需求上升。智能化中技术架构可以分成感知层、决策层、执行层，感知层是 “眼睛”将率先受益。智能化带动了传感器的增多，以智能汽车为例，单车传感器达到了 30 多个。为解决硬件配置的冗余性，将在传感器搭载数量和性能升级的基础上， 逐渐实现多传感器融合。为解决多传感器融合收集的数据，作出最佳决策，高性能 AI 芯片需求不断上升。智能安防尚在初级阶段，发展空间大。人工智能在安防领域应用前景广阔。目前人工智能的布局还在设计阶段，许多硬件及软件设备布局尚未完成，智能安防刚进入初级阶段。智能安防尚有很多问题亟待解决。1）“AI 安防”成本高昂，前期投入、储存和视频分析投入限制智能安防增长。2）硬件及软件设备技术尚未发展成熟。人工智能要求视频质量高，这对配套的硬件及软件提出了更高的要求。3）行业整合困难。目前，人工智能和大数据分析需要形成统一的平台，行业资源的分散使产业整合困难。4）数据保密不到位。通过各种途径采集的多维数据经过人工智能技术的处理，产生了更多、更深层次的数据，但是缺乏明确的保密规则与措施，使侵权行为时有发生。智能化成为安防 SoC 新增长点。智能摄像头以及相应的视频分析应用为安防 SoC行业带来新的动力。根据 IDC、艾瑞咨询数据，我国 2019 年 AI 摄像头出货量为684 万个，较 2018 年增长 147.80%，预计 2022 年其出货量将达到 3,458 万个，年均复合增长率 71.63%。▲中国 AI 摄像头出货量（单位：万个）渗透率快速提升、新领域不断拓展，蓝海市场未来将发展迅速。Omdia 估计中国市场 2019 年 AI 摄像头(部署深度学习算法)的出货量将占网络摄像头出货量的10%，预测 2024 年将达到 63%。而在海外市场，2019 年 AI 摄像头的渗透率不到 2%。尽管目前 AI 摄像头的渗透率较低，但年复合增长率高于摄像头市场平均增速。AI 拓宽了安防市场，视频分析带来市场增量。AI 技术在算法、芯片等方面的技术创新赋予了视频新的价值。用户能够利用 AI 功能进行视频的分析和处理，从视频中获取更多的信息，这拓宽了安防市场的范围，带来了新的市场增量，蓝海市场未来将快速发展。▲中国 AI 摄像头出货量渗透率完整解决方案成为未来核心竞争力之一。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。现阶段，主流视频监控 SoC 厂家均开始推出完整解决方案产品，完成产品线的延伸和扩展，进一步优化上市公司业务体系、完善产业布局，实现垂直整合、构建业务链整体竞争优势。▲视频监控系统流程结构图技术快速发展，泛安防时代到来。随着 5G、人工智能、云计算等新一代信息技术的快速发展，人脸识别、视频结构化和大数据分析等技术不断完善，原本用途单一的安防产品功能逐步走向多元化，并开始与电信、交通、建筑、物业等多领域进行融合。眼下，安防产业已经进入一个全新的时代——泛安防时代。泛安防指安防产业与人工智能等新兴技术结合，在提升用户体验度和使用效率的同时使安防从传统领域延伸至人们生产生活的方方面面，形成覆盖范围更广泛、终端应用更多元的泛安防产业格局。▲泛安防行业03.集中性与碎片化共存需求量持续增长
2G/2B/2C，安防行业集中性与碎片化并存。安防行业既有集中型的大型城市级安防项目，同样拥有碎片化的小型用户项目，且碎片化的形态存在已久，市场中存在无数散落在全国各地区以及各行业的非标需求。而随着人工智能、大数据等新一代信息技术发展，智能安防时代的到来让安防行业的边界逐渐模糊化，在新技术的加持下许多未被满足的需求有望实现，行业“碎片化”的现象越发明显。▲安防行业长尾效应示意图
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