《電子技術(shù)應(yīng)用》
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進(jìn)階!這兩類算力芯片扛起國產(chǎn)化大旗

2022-03-25
來源: 與非網(wǎng)eefocus
關(guān)鍵詞: 算力芯片 CPU MPU

  計(jì)算平臺創(chuàng)新是各行各業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ),。近十幾年互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及物聯(lián)網(wǎng)終端的爆發(fā)式增長,均清晰地驗(yàn)證了一個(gè)事實(shí),,不同應(yīng)用類型,、不同發(fā)展階段,對計(jì)算能力提出挑戰(zhàn)和需求是不同的,。計(jì)算平臺的創(chuàng)新,,既是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ),又是各類應(yīng)用創(chuàng)新的底座,。

  目前,,我國正在通過一系列政策加碼數(shù)字經(jīng)濟(jì)建設(shè),十四五規(guī)劃、十四五數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃,、東數(shù)西算工程等,,均為數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了政策指引,2022年有望成為數(shù)字建設(shè)加速年,。

  從產(chǎn)業(yè)發(fā)展角度而言,,數(shù)字經(jīng)濟(jì)需要堅(jiān)實(shí)的算力底座。據(jù)IDC 報(bào)告,,2018年,,中國約產(chǎn)生7.6ZB的數(shù)據(jù),到2025年將增至48.6ZB,,龐大的數(shù)據(jù)增長對算力基礎(chǔ)設(shè)施提出了更高的需求,。歸根結(jié)底,離不開算力設(shè)備中核心的計(jì)算芯片發(fā)展,,再結(jié)合供應(yīng)鏈安全,、自主可控等發(fā)展方向,都是我們當(dāng)前關(guān)注國產(chǎn)計(jì)算芯片的意義所在,。

  目前,,CPUMPU兩類芯片的發(fā)展值得關(guān)注:

  CPU(Central Processing Unit,中央處理器)作為信息產(chǎn)業(yè)中最基礎(chǔ)的核心部件,,是信息處理,、程序運(yùn)行的最終執(zhí)行單元,其設(shè)計(jì)技術(shù)門檻高,、研發(fā)周期長,,具有極高的生態(tài)壁壘,其國產(chǎn)化具有重要的戰(zhàn)略意義,。

  MPU(Microprocessor Unit,,微處理器)是把計(jì)算機(jī)的CPU功能在單片或幾片集成電路中實(shí)現(xiàn)的器件,是微型計(jì)算機(jī)的核心部件,。隨著終端功能的需求逐漸多樣化,,它增加了圖形、視頻,,甚至新興的人工智能(AI)應(yīng)用等越來越多的系統(tǒng)級功能,,可以用于各種系統(tǒng)的嵌入式處理,如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,、計(jì)算機(jī)外設(shè),、醫(yī)療和工業(yè)設(shè)備、汽車,、電視,、機(jī)頂盒、視頻游戲機(jī),、可穿戴產(chǎn)品和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等,。伴隨這些產(chǎn)品應(yīng)用的迭代升級,國產(chǎn)MPU芯片進(jìn)入高成長周期,。

 

  國產(chǎn)CPU

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  國產(chǎn)CPU技術(shù)路線

  CPU作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心和“大腦”,,堪稱國之重器,其自主創(chuàng)新是實(shí)現(xiàn)安全可控的核心,。近年來,,在國家集成電路產(chǎn)業(yè)政策和大基金投資等多重措施支持下,在云計(jì)算,、大數(shù)據(jù),、物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)的推動下,一批CPU設(shè)計(jì)企業(yè)逐漸成長起來,。

  CPU主要由大量的運(yùn)算器,、控制器、寄存器組成,,它是對計(jì)算機(jī)的所有硬件資源(如存儲器,、 輸入輸出單元)進(jìn)行控制調(diào)配、執(zhí)行通用運(yùn)算的核心硬件單元,;同時(shí),,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中所有軟件層的操作,最終都將通過指令系統(tǒng)映射為CPU的操作,。

  從硬件層面,,CPU中的硬件系統(tǒng)主要是為了實(shí)現(xiàn)每一條指令的功能,解決指令之間的連接關(guān)系,,因此指令系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)硬件的語言系統(tǒng),,它決定了計(jì)算機(jī)的基本功能。而指令系統(tǒng)需要通過處理器核進(jìn)行實(shí)現(xiàn),,最終形成芯片產(chǎn)品,。

  計(jì)算機(jī)的程序最終需要轉(zhuǎn)化成“指令”才能在CPU上運(yùn)行,所以采用的指令集對于CPU的設(shè)計(jì)尤為重要,。按照采用的指令集,,CPU可以分為復(fù)雜指令集(CISC)和精簡指令集(RISC)兩大類。x86架構(gòu)是復(fù)雜指令集的代表,,而Arm架構(gòu),、MIPS架構(gòu)、Alpha架構(gòu)等是精簡指令集的代表,,各架構(gòu)特點(diǎn)比較如下:

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  CPU架構(gòu)特點(diǎn)比較

  來源:與非研究院

  從軟件層面,,軟件是由按一定規(guī)則組織起來的許多條指令組成,完成一定的數(shù)據(jù)運(yùn)算或者事 務(wù)處理功能。而操作系統(tǒng)是管理電腦硬件與軟件資源的程序,,能夠在硬件管理中處于支配地位,;應(yīng)用軟件是利用計(jì)算機(jī)解決某類問題而設(shè)計(jì)的程序的集合,需要依賴于操作系統(tǒng)的支持才能運(yùn)行,;只有具備操作系統(tǒng)等關(guān)鍵基礎(chǔ)軟件的開發(fā)能力,,才能為搭建全新的基于該指令系統(tǒng)的應(yīng)用軟件生態(tài)提供支撐。

  綜上,,CPU生態(tài)包含軟硬件兩個(gè)方面,,從指令系統(tǒng)出發(fā),硬件上通過IP核形成芯片,,并最終用于板卡,、整機(jī)廠商等不同領(lǐng)域的應(yīng)用終端;軟件上形成包括操作系統(tǒng),、編譯器,、Java、.NET 等基礎(chǔ)軟件,,最終實(shí)現(xiàn)應(yīng)用于政企,、教育、能源,、交通等不同領(lǐng)域的應(yīng)用軟件,。CPU生態(tài)體系是硬件和軟件的結(jié)合,是產(chǎn)業(yè)上下游交互的產(chǎn)物,,因此生態(tài)壁壘一旦建立便是長期穩(wěn)定牢固的,。x86處理器起步較早,生態(tài)較其他處理器具有明顯優(yōu)勢,,x86處理器的服務(wù)器銷售額占全部服務(wù)器銷售額的比例約為91%,,銷售量占比超過97%,處于顯著領(lǐng)先地位,。

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  國產(chǎn)CPU廠商概況

  國產(chǎn) CPU 廠商目前主要有:成都申威,、華為海思、海光信息,、飛騰信息,、龍芯中科、上海兆芯,。由于產(chǎn)品定位和技術(shù)來源不同,,選擇了不同的技術(shù)路線,按采用的指令系統(tǒng)類型可大致分為三類:海光和兆芯采用x86指令系統(tǒng); 華為海思和飛騰,,基于Arm指令系統(tǒng)進(jìn)行自研開發(fā)優(yōu)化,;龍芯中科和成都申威,,分別基于MIPS兼容的指令系統(tǒng)和類Alpha指令系統(tǒng),進(jìn)行自研開發(fā)優(yōu)化,。

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  國產(chǎn)CPU核心廠商概況

  來源:與非研究院

  從地域分布上來看,,國產(chǎn)CPU廠商與我國集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)分布情況較為一致,主要分布于華北,、華南,、華東,、西南等地區(qū),,因各地良好的業(yè)態(tài)布局,以及各自的成立和發(fā)展的背景,,形成了當(dāng)前的分布態(tài)勢,。

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  國產(chǎn)CPU核心廠商地域分布情況

  來源:與非研究院

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  國產(chǎn)CPU應(yīng)用情況

  CPU市場應(yīng)用主要有三類:政務(wù)及關(guān)鍵基礎(chǔ)行業(yè)、企業(yè)級市場以及消費(fèi)級市場,,這些市場需求各異,。

  政務(wù)及關(guān)鍵基礎(chǔ)行業(yè),對安全性和定制化的要求遠(yuǎn)高于消費(fèi)級市場,,對產(chǎn)業(yè)生態(tài)的要求相對較低,,非常契合國產(chǎn)CPU當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀,因此也是目前國產(chǎn)CPU的核心市場,。

  企業(yè)級市場對產(chǎn)業(yè)生態(tài)的要求,,介于政務(wù)與消費(fèi)級市場之間,是國產(chǎn)CPU下一步重要的增量市場,。

  消費(fèi)級市場對產(chǎn)業(yè)生態(tài)的要求最高,,對性價(jià)比較為敏感,迭代周期短,,是國產(chǎn)CPU長期需突破的目標(biāo)市場,,尤其是在桌面CPU生態(tài)方面還有較大的差距,還需要重點(diǎn)彌補(bǔ),。

  根據(jù)海光招股說明書,,2021年海光下游客戶中,電信及金融客戶無論是銷售額還是銷售比例均有大幅提升,,有翻倍趨勢,;而互聯(lián)網(wǎng)、教育等行業(yè)銷售則有所減少,。這也進(jìn)一步驗(yàn)證,,未來幾年,企業(yè)級市場,、行業(yè)客戶有望成為主力,。

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  2018-2021H1 海光信息下游客戶占比

  來源:海光招股說明書

  總之,,隨著自主 CPU 性能的不斷提高和軟件生態(tài)的不斷完善,國內(nèi)電子政務(wù)領(lǐng)域正在加大自主化推進(jìn)力度,,基于國產(chǎn)CPU的信息產(chǎn)品已經(jīng)得到批量應(yīng)用,,重點(diǎn)行業(yè)的關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施正在開展國產(chǎn)CPU應(yīng)用,對信息安全,、供應(yīng)鏈安全要求相對較高的領(lǐng)域,,是國產(chǎn) CPU的優(yōu)勢市場。未來,。伴隨信息化的加速,,桌面、服務(wù)器,、嵌入式CPU需求量均將增加,。

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  國內(nèi)服務(wù)器市場規(guī)模

  服務(wù)器作為社會集中算力的主要供應(yīng)力量,全社會數(shù)據(jù)量的提升以及數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展勢必帶來對服務(wù)器端需求的大幅增加,,未來服務(wù)器端增量空間仍十分可觀,。此外,從安全層面及國產(chǎn)服務(wù)器及芯片可用性而言,,國產(chǎn)服務(wù)器及芯片成長正當(dāng)時(shí),。

  首先從安全層面而言,服務(wù)器作為數(shù)據(jù)存儲及計(jì)算的主要承載,,安全重要性不言而喻,為了確保信息安全及科技行業(yè)有序發(fā)展,,發(fā)展國產(chǎn)芯片勢在必行。再從產(chǎn)品可用性上來看,。2020-2021年信創(chuàng)項(xiàng)目落地,,國產(chǎn)服務(wù)器在黨政機(jī)關(guān)及部分行業(yè)應(yīng)用已初步驗(yàn)證了國產(chǎn)服務(wù)器的可用性。隨著國產(chǎn)芯片廠商及服務(wù)器廠商持續(xù)更迭產(chǎn)品,,性能將進(jìn)一步得到提升,。

  不過,同時(shí)也仍要客觀看待現(xiàn)實(shí)和差距,。國內(nèi)服務(wù)器領(lǐng)域,,根據(jù)IDC數(shù)據(jù),2020 年,,中國服務(wù)器出貨量為350萬臺,,同比增長9.80%。近兩年采用國產(chǎn)CPU的桌面和服務(wù)器產(chǎn)品雖發(fā)展迅速,,但市場份額仍不足5%,,增長空間巨大。

  2020年全年,,中國x86服務(wù)器市場出貨量為343.9萬臺,,同比增長8.1%,;市場規(guī)模為218.7億美元,同比增長16.5%,。隨著下游市場需求回暖,,以及國家將加快5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),、大數(shù)據(jù)中心,、人工智能等七大領(lǐng)域新型基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)進(jìn)度,x86服務(wù)器市場未來幾年的需求仍然會比較旺盛,,預(yù)測2021-2025年復(fù)合增長率將達(dá)到8.8%,。對中國x86服務(wù)器出貨量的預(yù)測情況如下:

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  中國x86服務(wù)器出貨量和市場規(guī)模預(yù)測

  來源:IDC

  2020年,國內(nèi)x86服務(wù)器芯片出貨量698.1萬顆,,絕大部分市場份額被 Intel 及 AMD 占據(jù),,兩家市場份額合計(jì)超過 95%,即國產(chǎn)x86芯片滲透率不及5%,。

  根據(jù)海光招股說明書,2020年海光約銷售23萬顆芯片,,而鯤鵬在國產(chǎn)服務(wù)器芯片市場份額超過五成,,預(yù)估海光芯片市場份額為40%,2020年國產(chǎn)服務(wù)器芯片約58萬顆,,對應(yīng)29 萬臺服務(wù)器,。2020年中國服務(wù)器銷量約355萬臺,則國產(chǎn)服務(wù)器滲透率不足10%,。2021 年海光芯片銷量約為56萬顆,,考慮到華為受制裁產(chǎn)量影響,假設(shè)海光在國產(chǎn)服務(wù)器芯片市場份額提升至五成,,則國產(chǎn)服務(wù)器芯片約112萬顆,,對應(yīng)56萬臺國產(chǎn)服務(wù)器,2021 年中國服務(wù)器銷量約389萬臺,,則國產(chǎn)服務(wù)器滲透率約15%,。從空間來看,假設(shè)2025年國產(chǎn)服務(wù)器滲透率提升至50%,,則還有兩倍以上空間,。從市場進(jìn)度來看,國產(chǎn)服務(wù)器芯片近幾年銷售量增速均維持在100%以上,,并且從趨勢上來看剛剛開始放量,,未來倘若交付能力有所保障,高增速有望維持,。

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  國產(chǎn)CPU技術(shù)趨勢

  根據(jù)Intel,、AMD等領(lǐng)先企業(yè)的公開信息,,CPU的性能增長和功能增加主要依靠處理器體系結(jié)構(gòu)和微結(jié)構(gòu)的改進(jìn)、SoC集成創(chuàng)新,、先進(jìn)制造工藝和先進(jìn)封裝水平提升,、面向典型行業(yè)應(yīng)用的設(shè)計(jì)優(yōu)化等技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)。主要的技術(shù)趨勢包括:

  單個(gè)處理器的核心性能仍將持續(xù)提升,,主要技術(shù)包括:同時(shí)多線程,、訪存優(yōu)化、增加高速緩存容量,、先進(jìn)分支預(yù)測算法,、擴(kuò)展指令等。隨著制造工藝升級,,芯片集成度持續(xù)提高,,通過微結(jié)構(gòu)創(chuàng)新來提高處理器單個(gè)核心性能越來越重要。

  處理器核心數(shù)逐步增加,,I/O性能持續(xù)提升,。利用SoC技術(shù)設(shè)計(jì)CPU芯片,可以降低整機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度和控制系統(tǒng)整體成本,。

  為了支持新型應(yīng)用,,主流x86 CPU擴(kuò)展了MMX、SSE,、AVX,、SIMD等不同應(yīng)用領(lǐng)域的指令集。隨著AI應(yīng)用需求的快速增長,,CPU還將優(yōu)化微體系結(jié)構(gòu),,增加AI算法指令集,提升CPU在AI領(lǐng)域的應(yīng)用范圍,。

  從整體計(jì)算平臺的發(fā)展來看,,將走向多種計(jì)算架構(gòu)并存的方向,應(yīng)對端邊云協(xié)同,、海量多樣化數(shù)據(jù)智能處理,、實(shí)時(shí)分析等需求。

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  國產(chǎn)CPU發(fā)展挑戰(zhàn)

  技術(shù)壁壘

  CPU作為計(jì)算機(jī)的運(yùn)算與控制核心,,對通用計(jì)算處理能力等性能指標(biāo)有較高的要求,,屬于集成電路設(shè)計(jì)中的最高端產(chǎn)品,技術(shù)儲備需要較長周期,。

  生態(tài)壁壘

  CPU 產(chǎn)品需要研發(fā)配套的基礎(chǔ)軟件,,包括如BIOS、編譯系統(tǒng),、操作系統(tǒng),、虛擬機(jī)等配套軟件支持,。不同CPU指令系統(tǒng)的操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件之間形成了獨(dú)立的生態(tài)體系,,不同生態(tài)體系承載的軟件生態(tài)的應(yīng)用數(shù)量,、類型和豐富程度迥異,從而構(gòu)成軟件生態(tài)壁壘,。

  資金和規(guī)模壁壘

  集成電路產(chǎn)品必須達(dá)到一定的資金規(guī)模與業(yè)務(wù)規(guī)模,,才能通過規(guī)模效應(yīng)獲得生存和發(fā)展的空間。由于CPU設(shè)計(jì)研發(fā)周期長及成功的不確定性大,,資金和規(guī)模成為行業(yè)的重要壁壘,。

  人才壁壘

  CPU及其配套基礎(chǔ)軟件需要高端人才以及長期的研發(fā)投入才能形成高水平成果,而行業(yè)內(nèi)具有豐富經(jīng)驗(yàn)的高端技術(shù)人才相對稀缺,,且較多集中在少數(shù)頭部企業(yè)中,,因此,人才成為新興企業(yè)的重要壁壘,。

  

  國產(chǎn)MPU

  與CPU相比,,MPU的壁壘雖相對較低,卻是一個(gè)空間巨大的長賽道,。伴隨著消費(fèi)電子,、智能家居等終端設(shè)備功能的日益豐富,以及近年來AIoT需求的爆發(fā)式增長,,MPU市場水漲船高。

  據(jù)IC Insights 數(shù)據(jù),,嵌入式微處理器市場規(guī)模已由2015年的81億美元增長至2020年的172億美元,,年復(fù)合增速達(dá)16.25%,市場份額也由12%上升至20%,。預(yù)測2021年~2026年,,MPU總銷售額將以5.3%的復(fù)合年增長率(CAGR)增長至1333億美元,其中,,嵌入式MPU市場將以五年平均速度最快的速度——復(fù)合年增長率為7.2%增長,,在2026年達(dá)到 278 億美元。這一增速,,超出了手機(jī)應(yīng)用處理器6.3%和計(jì)算機(jī)CPU 3.7%的復(fù)合年增長率,,體現(xiàn)出了下游智能應(yīng)用場景對上游MPU器件強(qiáng)勁的拉動作用。

  這里要注明的是,,IC Insights對MPU的分類包括計(jì)算機(jī)CPU處理器(含平板SoC處理器以及所有類型計(jì)算機(jī)中使用的中央微處理器),、手機(jī)應(yīng)用處理器、以及嵌入式微處理器,。本報(bào)告中所探討的MPU主要針對面向多種智能設(shè)備的嵌入式處理器,,以追蹤智能物聯(lián)網(wǎng)需求拉動下,,MPU以及相關(guān)國產(chǎn)芯片廠商的成長趨勢。

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  MPU市場趨勢預(yù)測

  來源:IC Insights

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  國產(chǎn)MPU技術(shù)路線

  MPU作為嵌入式設(shè)備的大腦,,負(fù)責(zé)信息處理,,可以將它理解為設(shè)備中的CPU。在發(fā)展初期,,由于嵌入式系統(tǒng)功能較為單一,,且對功耗、體積及成本要求比較敏感,,因此只保留和嵌入式應(yīng)用有關(guān)的功能硬件,,以減少系統(tǒng)體積和功耗。

  隨著半導(dǎo)體技術(shù)和智能硬件的迅猛發(fā)展,,以及終端應(yīng)用對性能要求的提高,,傳統(tǒng)MPU向多功能、高性能,、低功耗的SoC集成化方向發(fā)展,,比較典型的一類技術(shù)是在MPU的基礎(chǔ)上擴(kuò)展了音視頻功能和專用接口;接下來經(jīng)歷了模擬和混合IC的配合,,在MPU基礎(chǔ)上集成了RAM,、ADC/DAC、高速DSP,、電源管理等多種功能模塊,。在下游應(yīng)用不斷豐富的趨勢下,高端MPU的場景不斷增多,,開啟了智能SoC處理器的發(fā)展階段,。

  當(dāng)前,國內(nèi)智能SoC處理器廠商海思,、瑞芯微,、全志、君正,、晶晨,、富瀚微等,都入局較早,,經(jīng)歷了智能終端設(shè)備功能和性能上的階躍式發(fā)展,。例如從復(fù)讀機(jī)、MP3/MP4,、安卓平板等芯片切入,,到各類多媒體智能終端(例如機(jī)頂盒、電視、車載信息娛樂系統(tǒng)等),、智能音箱,、掃地機(jī)器人,再到智能安防系統(tǒng)等,,MPU實(shí)現(xiàn)了向高性能智能應(yīng)用處理器的升級,,相關(guān)國產(chǎn)芯片廠商在多個(gè)細(xì)分行業(yè)已經(jīng)形成了一定的競爭力。

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  國產(chǎn)MPU廠商概況

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  國產(chǎn)MPU核心廠商概況

  來源:與非研究院

  上述國產(chǎn)MPU廠商多數(shù)成立較早,,經(jīng)過十幾年甚至二十幾年的發(fā)展,,在多媒體設(shè)備、移動終端,、智能家居等設(shè)備的關(guān)鍵發(fā)展節(jié)點(diǎn),,共同推動了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,且各自形成了技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的積累和IP庫的完善,,也是未來支撐這些廠商進(jìn)一步擴(kuò)大產(chǎn)品線,、形成平臺化布局的關(guān)鍵。

  國產(chǎn)MPU核心廠商的地域分布情況如下:

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  國產(chǎn)MPU核心廠商地域分布情況

  來源:與非研究院



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  國產(chǎn)MPU典型應(yīng)用

 

  機(jī)頂盒

  機(jī)頂盒又稱STB(Set Top Box),,是一個(gè)外接于電視機(jī)的媒體設(shè)備,,主要功能為音視頻解碼,并把音視頻信號輸出到電視機(jī),,彌補(bǔ)電視機(jī)本身處理能力,、App擴(kuò)展等方面的不足。

  市場上機(jī)頂盒包括兩種類型:IPTV機(jī)頂盒和OTT機(jī)頂盒,,其中IPTV機(jī)頂盒通過運(yùn)營商管控的專網(wǎng)傳輸,,主要提供直播服務(wù);OTT機(jī)頂盒通過公共互聯(lián)網(wǎng)傳輸,,受制于相關(guān)政策,,需要安裝第三方應(yīng)用才可提供直播服務(wù)。不過不論是哪種機(jī)頂盒,,從邏輯功能上看可分為網(wǎng)絡(luò)連接、數(shù)字信號處理,、視頻信號輸出等模塊,。

  隨著AI、IoT等技術(shù),、應(yīng)用的升級與變遷,,機(jī)頂盒的功能也在不斷融合及多元化,由單純的音視頻解碼逐漸向集Camera,、UHD 編解碼,、WiFi/BT等多樣化網(wǎng)絡(luò)接入、高質(zhì)量音頻外放、本地視頻展示等多種功能于一身的智慧融合家庭終端演進(jìn),。機(jī)頂盒SoC芯片也不再是單一的解碼芯片,,不斷集成高性能CPU、NPU,、UHD編解碼,、ISP、高質(zhì)量音頻DSP等能力,。

  

  智能安防

  智能視頻監(jiān)控場景應(yīng)用中,,網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)對模擬攝像機(jī)的替換已成趨勢。智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的DVR(硬盤錄像機(jī)),、IPC(網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)),、NVR(網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機(jī))等產(chǎn)品均搭載SoC芯片。智能安防場景中,,IPC SoC芯片廠商主要是華為海思,、富瀚微、全志,、瑞芯微等,;NVR SoC和DVR SoC芯片廠商主要是華為海思、瑞芯微,、富瀚微等,。

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  2020-2026年中國智能安防市場規(guī)模

  (單位:億元)

  來源:智研咨詢

  據(jù)智研咨詢數(shù)據(jù),,2020 年中國智能安防產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模為 2965 億元,,到2026 年,產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到 6822 億元,,2020-2026 年復(fù)合增長率為15%,。

  隨著5G、AI,、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)的發(fā)展,,原本用途單一的安防產(chǎn)品功能越來越豐富,目前可覆蓋包括社區(qū)安防,、交通安全,、工程建設(shè)等不同領(lǐng)域。安防產(chǎn)業(yè)從重點(diǎn)關(guān)注社會治安等傳統(tǒng)安防領(lǐng)域向泛安防應(yīng)用發(fā)展,。

  

  智能家居

  據(jù)IDC數(shù)據(jù),,2021年第一季度中國智能家居設(shè)備市場出貨量為4699 萬臺,同比增長27.7%,。其中智能家電,、智能音箱、家庭安全監(jiān)控以及智能照明出貨量較去年同期實(shí)現(xiàn)了增長。

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  2021Q1 中國智能家居設(shè)備市場同比增長27.7%(單位:百萬臺)

  來源:IDC

  以智能音箱,、掃地機(jī)器人,、智能門鎖等為代表的智能家居產(chǎn)品近幾年呈現(xiàn)井噴式增長。預(yù)測未來幾年,,隨著家庭智能需求的升級,,智能家居將呈現(xiàn)多品類高速增長的態(tài)勢,拉動SoC芯片的出貨,。此外,,智能家居正逐步從碎片化單品朝全屋智能、空間智能的方向邁進(jìn),,這也將進(jìn)一步驅(qū)動相關(guān)廠商繼續(xù)打造軟硬一體的平臺化產(chǎn)品,。

  

  智能車載

  智能汽車將是國產(chǎn)SoC競爭的下一個(gè)風(fēng)口,尤其在智能座艙,、ADAS 等領(lǐng)域更為突出,。不過截止目前,布局車載市場的傳統(tǒng)SoC廠商相對較少,,以海思,、瑞芯微、全志科技為代表,,推出了相關(guān)的車載SoC產(chǎn)品,。

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  4

  國產(chǎn)MPU演進(jìn)方向

  從MPU芯片本身角度而言,未來將繼續(xù)向更高的集成度,、更低的功耗,、更高的性能持續(xù)演進(jìn),且隨著技術(shù),、產(chǎn)品不斷升級,,芯片制程進(jìn)一步升級也是未來的需求。

  在人工智能技術(shù)的驅(qū)動下,,終端設(shè)備的功能日益豐富,,MPU智能化升級過程中,涌現(xiàn)出了多種處理器,,在命名方式上也更為多樣,,比如:人工智能視覺處理器、智能語音處理器,、車載處理器、流媒體處理器,、以及各類應(yīng)用處理器等,,也有越來越多的創(chuàng)業(yè)公司加入這一賽道。

  MPU所面向的應(yīng)用領(lǐng)域,也決定了它必須滿足下游應(yīng)用場景分散,、IoT碎片化應(yīng)用的需求,,也使得這個(gè)行業(yè)競爭者眾多。不過,,上述MPU廠商經(jīng)過多年的發(fā)展,,研發(fā)實(shí)力較為雄厚,在某一個(gè)或某幾個(gè)細(xì)分領(lǐng)域,,已經(jīng)形成了全面的技術(shù)優(yōu)勢,,這是他們進(jìn)一步向高端領(lǐng)域?qū)で笸黄频幕A(chǔ)。

  以幾家核心廠商的技術(shù)布局情況來看,,瑞芯微布局較為全面,,未來研發(fā)投入的方向主要為基礎(chǔ)算法和 IP;全志科技在視頻編解碼技術(shù)方面具有優(yōu)勢,,未來研發(fā)投向主要為 8K 超高清視頻解碼及基于RISC-V架構(gòu)的處理器,;晶晨研發(fā)投向主要在于智能電視芯片及AI 超清音視頻處理芯片等。不同的布局,,也有利于這些廠商進(jìn)一步形成差異化優(yōu)勢,,面向更為多樣的應(yīng)用領(lǐng)域。

  結(jié)語

  不論是國產(chǎn)CPU,,還是從微處理器MPU起步的智能SoC,,從戰(zhàn)略意義、供應(yīng)鏈安全,、自給自足的集成電路發(fā)展規(guī)劃等角度而言,,這些芯片的國產(chǎn)化都具有重要意義。

  在數(shù)字經(jīng)濟(jì)背景下,,加強(qiáng)通用處理器研發(fā),、在高端芯片領(lǐng)域持續(xù)突破,是國產(chǎn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵,。未來,,面對新興應(yīng)用提出的云邊端協(xié)同計(jì)算,海量多樣化數(shù)據(jù)智能處理,、實(shí)時(shí)分析等計(jì)算需求,,計(jì)算產(chǎn)業(yè)將走向算力多樣化的時(shí)代,國產(chǎn)算力將迎來廣闊前景,,需合力構(gòu)建從底層架構(gòu)到上層應(yīng)用的計(jì)算產(chǎn)業(yè)生態(tài),,開拓萬億級藍(lán)海市場。

 



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