我國安防產(chǎn)業(yè)伴隨國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而迅速成長，并在過去20年，由落后到全球領(lǐng)先；不過，近幾年受地緣政治影響，支撐安防產(chǎn)業(yè)繼續(xù)推進(jìn)的芯片出現(xiàn)了供應(yīng)短缺的情況，特別是在高端芯片領(lǐng)域，已經(jīng)嚴(yán)重影響到安防產(chǎn)業(yè)的智能化深耕。

在此背景下，一批本土芯片產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)紛紛加大對安防行業(yè)的支持力度，他們結(jié)合自身的技術(shù)優(yōu)勢，推出一系列芯片產(chǎn)品，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展保駕護(hù)航。其中，上海酷芯微電子有限公司（以下簡稱：酷芯微電子）正是其中之一，其充分發(fā)揮在機器視覺領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢，于2021年12月26日在第18屆安博會上正式官宣AR93系列高性能視覺AI芯片量產(chǎn)上市。

填補市場空缺，滿足端側(cè)高端應(yīng)用需求

根據(jù)深圳市安防協(xié)會統(tǒng)計，雖然受疫情影響，2020年我國安防產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值仍同比增長3%達(dá)8510億元，其中，安防設(shè)備市場產(chǎn)值約為2600億元。進(jìn)入2021年，即便受疫情+缺芯雙重不利因素影響，今年前三季度，A股17家安防設(shè)備商繼續(xù)保持快速發(fā)展勢頭，合計營收972.32億元，同比增長25.84%。

不過，地緣政治影響下，原安防芯片供應(yīng)鏈生態(tài)受到沉重打擊，華為海思出貨量大幅收縮，導(dǎo)致市場出現(xiàn)了嚴(yán)重的芯片短缺問題。為滿足持續(xù)增長的市場需求，設(shè)備商一邊消耗庫存芯片，一邊拓寬采購渠道，以確保產(chǎn)品正常生產(chǎn)。

即便如此，海思留下的市場空缺仍難以填補，為此，一批本土芯片產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)紛紛加大對安防產(chǎn)業(yè)的支持力度，陸續(xù)推出了一系列安防芯片產(chǎn)品。

某知名安防設(shè)備商負(fù)責(zé)人表示：“截止目前，安防芯片供應(yīng)短缺的問題已經(jīng)有了較大改善，在中低端市場，目前我們的采購渠道已經(jīng)基本可以滿足需求；不過在高端芯片領(lǐng)域，仍存在嚴(yán)重缺芯的情況。”

事實上，隨著安防產(chǎn)業(yè)的智能化深耕，端側(cè)老舊設(shè)備正處于智能化升級換代期，平安城市、雪亮工程的布點密度也在持續(xù)加大，使得市場對高端芯片的需求仍在持續(xù)加大，如上負(fù)責(zé)人表示：“由于低端產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重，利潤空間有限，我們未來會逐步停止中低端產(chǎn)品的生產(chǎn)，專注于推出高端產(chǎn)品。”

酷芯微電子聯(lián)合創(chuàng)始人兼CTO沈泊

酷芯微電子聯(lián)合創(chuàng)始人兼CTO沈泊進(jìn)一步分析認(rèn)為，目前功能型攝像機仍是市場主流產(chǎn)品，而具備人工智能分析的IP Camera裝機比重僅略超10%，“不過，這一趨勢正在加快，預(yù)計到2025年，具備深度AI分析能力的攝像機裝機比例將達(dá)到50%左右。”

為填補時下高端視覺芯片的供應(yīng)空缺以及應(yīng)對未來快速增長的市場需求，酷芯微電子適時推出了一系列滿足安防產(chǎn)業(yè)高端市場需求的高性能視覺AI芯片。

針對安防“端-邊-云”應(yīng)用鏈條，酷芯微電子聚焦于端側(cè)，以人工智能為核心進(jìn)行產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新，而非單純對原有產(chǎn)品的替代，沈泊表示：“酷芯微電子近幾年主要進(jìn)行兩個性技術(shù)研發(fā)，一是ISP（影像處理器），側(cè)重于圖像優(yōu)化處理，目前已完成3代產(chǎn)品的迭代，其中前2代已導(dǎo)入到量產(chǎn)AI芯片中。二是針對人工智能應(yīng)用需求對NPU（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器）展開深度研發(fā)，采用自定義架構(gòu)的創(chuàng)新體系，為客戶創(chuàng)造核心價值。”

另外，創(chuàng)立之初，酷芯微電子就立足于高性能視覺AI芯片，此前在無人機主控領(lǐng)域已擁有豐富的研發(fā)和產(chǎn)品應(yīng)用經(jīng)驗，積累的無線圖像傳輸、圖像防抖、目標(biāo)跟蹤、雙目避障等技術(shù)積累均可移植到安防領(lǐng)域。不過，“針對應(yīng)用范圍更廣的安防行業(yè)，酷芯微電子重點是理解行業(yè)痛點，深耕行業(yè)需求，以開發(fā)出更符合行業(yè)應(yīng)用的視覺AI芯片產(chǎn)品。”沈泊表示。

經(jīng)過近幾年的精心打造，于成立十周年之際，酷芯微電子在第一代AI相機芯片AR9201的基礎(chǔ)上，于2021年7月正式發(fā)布新一代AR93系列高性能、低功耗AI相機芯片，并于12月26日量產(chǎn)上市，將面向高端AI攝像機、智能分析盒、掃地機器人、車載監(jiān)控等端側(cè)應(yīng)用。

以極致性能，應(yīng)對各類AI應(yīng)用場景

隨著人工智能技術(shù)的持續(xù)滲透，各類AI算法持續(xù)被加載到前端IP Camera等設(shè)備中，而目前主流的AI SoC芯片算力已無法滿足設(shè)備對算力的需求，特別是進(jìn)入到場景化應(yīng)用階段，設(shè)備商為了提升AI運算的速率、精度，通常以關(guān)閉部分算法為代價，導(dǎo)致IP Camera通常只能啟用少數(shù)算法，其智能功能并未得到充分發(fā)揮。

為此，酷芯微電子AR93系列專為解決視頻圖像畫質(zhì)不佳、算力不足、AI工具鏈不好用等痛點，為安防行業(yè)提供針對性的高性能AI解決方案。以AR9341芯片為例，該產(chǎn)品基本參數(shù)如下：

• 9M@60fps分辨率的ISP圖像處理器，最多8路視頻輸入；
• 4K@80fps的視頻編解碼器；
• 4TOPS的深度學(xué)習(xí)處理器(NPU)；
• 1GHz的高性能視覺DSP處理器；
• 4核64位CPU @1.4GHz；
• 32-bit DDR3/DDR4/LPDDR3 接口，最大帶寬可達(dá)12.8GB/s。

針對前端設(shè)備高算力需求，AR9341 NPU提供高達(dá)4TOPS算力，以更好滿足視頻AI應(yīng)用需求，結(jié)合高性能ISP，搭載該芯片的攝像機可以對低像素人臉圖像進(jìn)行摳圖及分析，并能滿足更多算法同時開啟應(yīng)用。

需要指出的是，針對安防行業(yè)7×24小時全天候監(jiān)控需求，酷芯微電子在開發(fā)和升級ISP時，對數(shù)字降噪等圖像增強技術(shù)做了特別優(yōu)化，提升視頻流的流暢性、清晰度以及色彩還原度，也有助于增強低照度攝像機在星光級照度下的全彩成像能力，沈泊表示：“AR93系列的圖像處理能力以及低照度成像能力，已經(jīng)可以比肩行業(yè)先進(jìn)水平，在目前高端芯片短缺的情況下，AR93系列可以很好滿足安防市場對高端視覺AI芯片的需求。”

針對安防常見的逆光、背光場景，AR9341針對性提供寬動態(tài)、背光補償、強光抑制等功能；與此同時，針對前端全高清、超高清的發(fā)展趨勢，芯片支持M-JPEG、H.264、H.265等編解碼壓縮格式，并提供智能編碼功能，在保持視頻流高清、流暢度不下降前提下，大幅降低數(shù)據(jù)流傳輸量，如1080P@30fps格式下，可做到幾百kbps的超低碼率，有效緩解后端的存儲壓力；同時，超低碼率下，更易于構(gòu)建端-邊-云網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)傳輸?shù)膶崟r性。

另外，目前AI攝像機普遍存在功耗高、易發(fā)熱的問題，容易引發(fā)設(shè)備宕機、重啟等異常現(xiàn)象發(fā)生。對此，沈泊表示：“AR93系列為高性能、低功耗設(shè)計，并提供有足夠的算力空間冗余，確保產(chǎn)品始終處于正常工作溫度的穩(wěn)定狀態(tài)，如在處理全高清實時視頻流時，其功耗僅為1W，且無需額外增加散熱裝置。”

構(gòu)建全生態(tài)，給予客戶最優(yōu)性價比選擇

為了讓旗下高性能視覺芯片更好滿足行業(yè)各式各樣需求，酷芯微電子持續(xù)加大產(chǎn)業(yè)鏈合作，增強芯片的融合性。沈泊表示：“安防的產(chǎn)業(yè)鏈很長，這不是我們一家企業(yè)就能滿足客戶需求的，這幾年為加速AI落地，我們廣泛邀集產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴共建生態(tài)圈，如各類傳感器芯片提供商、AI算法供應(yīng)商等，我們逐一對生態(tài)鏈企業(yè)的產(chǎn)品做對接適配開發(fā)，讓客戶在選用我們產(chǎn)品方案的時候，將大幅降低開發(fā)難度，提高產(chǎn)品應(yīng)用效果，并縮短產(chǎn)品上市周期。”

據(jù)了解，截至目前，酷芯微電子已經(jīng)建立一個擁有數(shù)十家企業(yè)的生態(tài)圈，從傳輸、成像到AI算法，均與行業(yè)主流方案進(jìn)行匹配融合，使得其芯片產(chǎn)品，即便是研發(fā)實力不強的企業(yè)，也能快速導(dǎo)入。

同時，酷芯微電子還在持續(xù)創(chuàng)新融合，以符合行業(yè)的變化需求。針對疫情防控常態(tài)化，雙光譜監(jiān)控攝像機已成為重要的技防手段之一，不過，由于市面上缺乏適配的可見光與紅外熱成像融合芯片方案，給設(shè)備商的產(chǎn)品研發(fā)帶來了難度。

對此新需求，酷芯微電子積極聯(lián)合高德紅外、睿創(chuàng)微納等合作伙伴，已在AR93系列芯片上實現(xiàn)接口對接，客戶基于該系列芯片可以輕松實現(xiàn)雙光譜成像應(yīng)用。需要說明的是，AR93系列芯片同步集成了紅外真彩轉(zhuǎn)換算法，真正做到雙光融合。

基于AR93系列芯片和合作伙伴的傳感器，可輸出行業(yè)領(lǐng)先水平的熱成像圖像效果；并大幅降低成本，幫助客戶推出千元級雙光譜監(jiān)控產(chǎn)品。沈泊表示：“在與眾多合作伙伴溝通的過程中，我們深入了解到他們的傳感器接口規(guī)格，并與他們的產(chǎn)品提前做適配，后期設(shè)備商使用我們的芯片時，即可實現(xiàn)無縫對接。”

據(jù)了解，目前市場上某款知名高端AI芯片所能實現(xiàn)的功能，AR93系列芯片均可實現(xiàn)，還在算力、熱成像ISP、底層接口開放等領(lǐng)域擁有領(lǐng)先優(yōu)勢，且性價比更高。這對價格相對敏感的安防行業(yè)來說，更高的性價比，讓AR93系列芯片一經(jīng)面世即獲得視頻監(jiān)控、人臉門禁、車載監(jiān)控、AI Box等領(lǐng)域知名企業(yè)或細(xì)分行業(yè)龍頭企業(yè)所選用。

為了保證市場供應(yīng)，酷芯微電子已經(jīng)提前與晶圓制造和封裝測試等上游合作方溝通，并提前鎖定產(chǎn)能，以此保證2022年中高端市場的選用需求。

事實上，AR93系列僅是酷芯微電子深耕安防產(chǎn)業(yè)的起點。隨著安防端側(cè)智能化程度的不斷提高，對算力的需求仍將持續(xù)加大，據(jù)沈泊預(yù)測，未來前端攝像機對算力的需求可能高達(dá)20~30TOPS，那么，視覺AI芯片的算力勢必也要相應(yīng)跟進(jìn)。

目前，酷芯微電子已經(jīng)在布局更高算力的產(chǎn)品，預(yù)計2022年將推出搭載第三代ISP的升級版芯片，同時對NPU進(jìn)行再優(yōu)化，無論圖像處理能力、AI算力，還是低功耗，都將有質(zhì)的提升；同時，計劃于2023推出算力達(dá)20TOPS的迭代新品，滿足端側(cè)的高算力需求。

另外，針對目前企業(yè)級、消費級需求崛起，酷芯微電子也將于2022年推出更高性價比的芯片方案，擴(kuò)大其賦能范圍。

沈泊最后表示：“能否給客戶創(chuàng)造核心價值是影響一款芯片產(chǎn)品獲得行業(yè)認(rèn)可的主要因素，我們要做的，就是不斷提升產(chǎn)品附加值，讓其能真正幫助客戶解決實際問題，提升產(chǎn)品的綜合競爭力。”

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