公司的经营模式
公司专注于芯片的设计研发,采用Fabless经营模式,晶圆制造、封装、测试等生产制造环节均委托专业集成电路加工厂 商进行。公司产品采用直销和代理经销相结合的销售模式,客户主要为安防视频监控设备、电子设备厂商和芯片代理商等企 业级客户。
公司的主营产品:
公司的主要客户:
在 A&S《安全自动化》公布的 2018 年“全球安防 50 强榜单中”,海康威视连续 3 年蝉联全球第一。据IHS 于 2018 年公布的全球 CCTV&视频监控市场占有率排名中,海康威视位列第一,占全球视频监控市场份额的 22.6%。至此海康已连续 7 年蝉联视频监控行业全球第一。
ISP 芯片王者,已占有大半壁江山,按60%算
图像信号处理芯片(ISP)性能决定摄像机画质。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 图像信号处理技术是视频监控领域中的关键技术。图像信号处理技术用来对图像传感器采集的信号进行处理,包括高性能的空间域时间域噪声消除、镜头暗角/畸变校正、色度空间变换、宽动态合成和映射、数字稳像、去雾以及自动曝光(AE)、自动白平(AWB)、自动聚焦(AF)的数据统计和控制策略等。良好的清晰度、色彩还原度、低照度下图像分辨能力、动态范围以及稳定准确的 AE/AWB/AF 控制是衡量安防视频监控摄像机产品性能的关键因素。
isp芯片未来的技术趋势
近年来,行业对于监控画质的要求越来越高,图像信号处理技术快速发展,一些新兴的图像处理技术开始广泛应用,对 ISP 芯片提出了更高的要求:
1)3D 数字降噪技术开始普及。相比于传统降噪,3D 数字降噪通过对比前后几帧的图像,可以准确找到图像噪点并进行消除,即使在图像传感器不变的情况下,画面纯净度也能得到极大提升。尤其是在安防监控经常出现的场景:如低照度环境和运动物体拍摄,此技术可以使得画面更加细腻清晰。
2)同轴高清图像信号处理技术中短期内需求旺盛。尽管网络摄像机近年来替代趋势明显,但模拟摄像机仍然占据市场主要份额。同轴高清摄像机是普通模拟高清摄像机的升级版,在使用原有视频线的条件下也能实现 720P/1080P 高清画质,升级效果明显且成本较低。因此作为从模拟摄像系统到网络摄像系统的重要过渡,同轴高清系统中短期内市场需求明显,相应的 ISP 处理芯片需求旺盛。
3)WDR 宽动态处理,清晰还原复杂光线环境。安防监控拍摄画面经常会出现明暗对比强烈的场景,比如画面中存在强光源照射或者逆光环境,直接成像容易出现暗部过黑,细节丢失以及亮部过曝的情况。WDR 宽动态处理可以通过算法对明暗部进行不同的曝光处理使得画面各部分都能够清晰显现,极大地增加了安防监控的适用范围。
isp芯片在安防领域的市场空间,3-4 亿人民币
视频监控 ISP 芯片的市场规模与模拟摄像机出货量直接相关,预计将稳定在 3-4 亿人民币水平。这其中模拟标清 ISP 芯片持续下降,逐步边缘化,而模拟高清摄像机作为模拟到网络的重要过渡,其 ISP 芯片使用量会继续上升;两类模型摄像机的市场总量近几年基本保持稳定。我们预计随着 ISP 技术的成熟,其价格大概在5元左右,高清isp芯片价格在10-20元左右,由此推算未来两年国内视频监控 ISP 芯片市场规模大致在 3-4 亿人民币左右,基本保持稳定。
安防监控领域 ISP 芯片主要厂商是富瀚微,已占有大半壁江山。其在视频监控 ISP 市场的占有率已经达到 60%。
公司是“CIS+ISP”方案的引领者,加速了 CMOS 传感器在安防领域的普及。公司于2011 年率先开发了基于 CMOS 传感器(CIS)的图像信号处理(ISP)类芯片,加了“CIS+ISP”方案替代传统的“CCD+ISP”方案,成为模拟摄像机市场的主流方案,帮助许多没有集成 ISP 的图像传感器厂家从传统厂家中抢得许多市场份额。公司的 ISP 芯片产品在中小企业客户市场取得成功,技术开发能力、产品性价比得到了市场充分认可。
isp芯片新的增长点:车载等新领域潜力巨大
新车标配智能驾驶辅助系统(ADAS)已经是汽车市场的大势所趋。随着科技的进步和发展,以及人们自身对汽车安全性、操控性越来越高的需求,汽车智能化已经成为一个发展趋势。而 ADAS 系统能帮助汽车从以往的被动安全转变为主动安全,大幅提升安全性的同时还能改善驾驶体验,因此成为了汽车行业关注的重点。近年来,各国政府也开始将ADAS 系统的发展视为通往智能汽车乃至无人驾驶的必经之路,纷纷出台政策和提案要求车企在未来几年内给大部分新车装配 ADAS 系统。其中,我国政府也在 2018 版的 C-NCAP(中国新车评价规程)中明确加入了关于 ADAS 系统的测试项目,我国的 ADAS 行业有望在今年迎来新起点。
目前 ADAS 市场渗透率还比较低,将进入高速增长阶段。根据盖世汽车研究院的测算,我国 ADAS 系统的市场渗透率只有 2%-5%,且主要集中在高端车型和简单的初级辅助驾驶上。但随着政策和消费者需求的推动,ADAS 系统会从简单的倒车/后视辅助向更高级的ADAS 系统演变,并不断渗透中低端车辆市场。而根据 IHS 的数据统计,未来几年内,ADAS板块将会成为全球汽车电子产业增速最快的部分,2022 年预计将达到 214 亿美元,复合增 速高达 20%。在这样一个高速增长的背景下,车载摄像头产业会迎来增长契机。
车载摄像头是 ADAS 系统不可缺少的一部分。摄像头可以帮助 ADAS 系统实现车道偏离预警(LDW)、行人警示(PCW)、自动紧急刹车(AEB)、交通信号灯识别(TLR)、车道保持(LKA)、自动泊车(AP)、疲劳驾驶预警(DFM)、交通标志识别(TSR)等识别和报警类的工作,且技术相对成熟,成本较低,在 ADAS 系统中发挥着难以替代的作用。现今市面上的大部分 ADAS 系统装配 4-6 个摄像头,而未来随着 ADAS 系统功能的逐步完善,汽车搭载的摄像头数量会是现在 2 倍以上,达到 10-12 个摄像头,对相关元器件的需求会大大增加。
ISP 对于车载摄像头有重要意义,可以帮助摄像头更好地在各种情况下捕获图像信息。随着技术的演进,一些最新的 ADAS 应用,都对车载图像处理提出了更高的要求。要求其必须能够在极端条件如低照明度和雨雪气候下还能获得高质量的图像,并对图像进行快速的处理和分析,这就使得越来越多的 ADAS 芯片需要通过 ISP 对画面进行多重曝光处理、去噪与合成,从而得到一幅超宽动态范围的图像用于显示或者由计算机视觉算法进行进一步处理。而随着每辆汽车摄像头数量的增加以及传感器融合技术变得越来越智能,一个功能强劲 ISP 将会显得越发重要。
我们预计 2020 年车载摄像头数量达到 3600 万颗,对应 ISP 芯片规模约 3.6-7 亿人民币,增速将极为可观。
2017 年国内乘用车产量 2480 万辆,按年均 5%的增速,2020 年国内乘用车产量将达到 2870 万辆左右。根据高工研究院的预测,2020 年车载前摄像头 30%渗透率、侧视摄像头(2 颗)20%渗透率、后视摄像头 50%渗透率、车内摄像头 6%渗透率,2020 年平均每辆车安装 1.26 颗摄像头。据此可以推算出 2020 年我国汽车摄像头需求量将为 3600 万颗。以此为准,假设每颗摄像头 ISP 芯片单价 10-20 元,则 2020 年我国车载 ISP芯片市场空间将达到 3.6-7 亿人民币,是安防 ISP 芯片市场的两倍。同时,随着车载摄像头渗透率的提升,平均每辆车的摄像头数量未来若提升至 5 颗,则市场空间将放大 4 倍。可见车载 ISP 芯片市场的增长速度将极为可观。
公司作为 ISP 芯片领域的细分龙头,又领先于国内其他竞争对手布局车载市场,届时有望抢占较高的市场份额。公司是中国模拟摄像机芯片领军企业,拥有居于行业领先水平的成熟技术,公司的 ISP 在图像分辨率、颜色还原能力和图像动态范围等方面有良好的表现。目前公司正在寻求向汽车电子领域进军,并积极进行相关车规认证。在汽车电子领域, 由于对芯片稳定性的要求非常高,认证周期普遍长、准入门槛高,车规认证不光是企业技术的体现,更能为企业加宽“护城河”。放眼全球,只有韩国派视尔和 Nextchip 等寥寥几家企业能提供车规级独立 ISP 芯片,竞争压力远比已经成为红海的视频监控 IPC 芯片领域要小。若公司能成功打入汽车电子市场,凭借着自身在 ISP 上多年积累的技术经验和 ADAS系统普及的浪潮,有望找到一个新的业绩增长点。
IPC SoC 芯片,,增长强劲,抢下一席之地
网络摄像机(IPC)核心:IPC SoC 芯片。
IPC SoC 通常集成了嵌入式处理器(CPU)、图像信号处理(ISP)模块、视音频编码模块、网络接口模块、安全加密模块和内存子系统,部分芯片还集成了视频智能处理模块。
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,然后通过网络传输到后端 NVR 进行接收处理并存储。后期需要回溯时可调出存储的视音频数据进行检索回放。
未来的技术方向
IPC SoC 芯片主要集成 ISP 技术和视频编解码技术。具备高压缩比的视频编解码技术的 IPC SoC 芯片将逐步占领市场。近年来,百万像素监控摄像机市场占有率不断攀升,标清到高清,闭路显示到远程监控的发展趋势,以及未来的人工智能数据分析,产生的大量信息数据都对监控数据的线路传输、后端存储产生了较大压力。因此,使用高压缩比的视频编解码技术以降低传输带宽压力无疑是未来视频监控发展的重要方向。
H.265/HEVC 新标准将成为未来编解码主流技术。2013 年新一代的视频编码标H.265/HEVC 正式发布, 对全高清及以上幅面的压缩比相比 H.264 提升 40%以上,但与此同时,H.265 编解码算法的复杂程度也大幅上升,对芯片性能的要求也提升了 40%以上。目前海思、安霸等一线厂商已经能够提供成熟的支持 H.265 标准的 IPC SoC 芯片。
视频内容分析功能(Video Content Analysis,VCA)逐渐成为标配。高清摄像机的普及以及监控智能化发展趋势给数据传输、后端运算存储都造成了较大压力,因此许多IPC 厂商开始将视频分析技术集成到前端摄像机,利用 IPC 芯片的分析算法实现分布式的智能监控。目前 IPC 芯片基本都已集成一些简单的视频分析功能,包括:入侵探测、人数统计、车辆逆行、丢包检测等,具备 VCA 功能的 IPC 将自动侦测异常情况并触发报警。有 助于降低监控系统带宽、存储成本。
市场空间,,国内 IPC芯片规模已超过 30 亿人民币
IPC SoC 芯片受益于网络摄像机的快速普及,正处在高速发展期,2016 年整体规模预计在 30 亿人民币以上,同时增速超过 25%。根据中安网的《2016 中国安防行业调查报告》,2016 年国内共消耗 IPC 芯片 1.56 亿片,按照单颗芯片均价 20 -30元计算,国内 IPC芯片规模已超过 30 -45亿人民币。增速方面,随着未来网络摄像机出货占比的进一步提升,预计其出货量的增速将明显高于安防监控市场整体增速。根据 IHS 发布的《中国 CCTV 与视频监控设备制造市场报告》,网络摄像机近两年年均复合增速在 25%。假设 IPC 芯片单价基本稳定,我们预计 2018 年国内 IPC 芯片市场规模约 40-50 亿人民币,同时继续保持较高速度的增长。
IPC SoC 芯片是国内各大安防芯片厂商竞争的焦点,公司逐渐成为重要一极。在安防监控网络化、智能化已成趋势的当下,应用 IPC SoC 芯片的网络摄像机占比逐年提升,也是安防芯片厂商重点开拓的方向。目前该市场最主要的玩家包括海思、MSTAR、安霸等。其中海思凭借其出色的性价比,目前已占有较高的市场份额。
我国 2014 年 IPC SoC 芯片市场格局
富瀚微将 IPC 芯片作为重点培育的方向,不断有新产品落地,并获得了较高的营收增速,已成为 IPC 芯片领域有力的竞争者。
公司的新增技术以及产能
新一代模拟高清摄像机 ISP 芯片,本项目建设期为 1.5 年,经测算,该项目达产后年均销售收入为 5,235.43 万元(按项目实施的前 5.5 年平 均),年均净利润为 1,005.05 万元,销售利润率为 19.20%,税后静态投资回收期为 4.15 年,财务内部收益率为 19.57%。本项目经济效益良好。
全高清网络摄像机 SoC 芯片项目,本项目建设期为 1.5 年,经测算,该项目达产后年均销售收入为 7,801.04 万元(按项目实施的前 5.5 年平 均),年均净利润为 1,482.16 万元,销售利润率为 19.00%,税后静态投资回收期为 4.34 年,财务内部收益率为 19.88%。本项目经济效益良好。
面向消费应用的云智能网络摄像机 SoC 芯片项目,本项目建设期为 2 年,经测算,该项目达产后年均销售收入为 10,154.06 万元(按项目实施的前 5 年平均), 年均净利润为 2,301.29 万元,销售利润率为 22.66%,税后静态投资回收期为 4.40 年, 财务内部收益率为 20.53%。本项目经济效益良好。
基于 H.265/HEVC 视频压缩标准的超高清视频编码 SoC 芯片项目,本项目建设期为 2 年,经测算,该项目达产后年均销售收入为 11,995.88 万元(按项目实施的前 5 年平均), 年均净利润为 2,610.76 万元,销售利润率为 21.76%,税后静态投资回收期为 4.56 年, 财务内部收益率为 19.59%。本项目经济效益良好。
安防行业未来的走势
智能:AI 芯片谋篇布局中,有望领跑新时代
IHS 预计,2017 年全球专业销售渠道将出货 9800 万台网络监控摄像头,其中 2900万台为高清设备。在大范围、高密度、高清晰度的趋势下,视频监控数据量成倍增长。国内现有的监控设备每月将产生数百 EB 级(1EB 约为 1 百万 GB)的数据,安防产业已进入 数据爆炸时代。
边缘计算兴起,“云边结合”方案渐成主流。与将数据放在远程云端的云计算相比,边缘计算是指在靠近物或数据源头的一侧,采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台,就近提供最近端服务,优势在于即时性强、反应迅速、低传输成本。预计到2020 年将有超过 500 亿的终端与设备互联,未来超过 50%的数据需要在边缘侧分析、处理和储存。这一趋势对前端设备的计算能力提出了高要求,直接反映在对前端芯片的需求升级上。
具体到视频监控领域,具备智能计算能力的智能摄像头将大大提高视频处理及时性、节约带宽和人力成本。视频监控系统是一种天然的物联网系统,在边缘计算的应用方面还有很大的潜力。摄像机作为机器的眼睛,已经实现了从“看得见”到“看得清”的转变。如果摄像机能够“看得懂”,实现对视频图像内容的实时处理,将能够极大地降低信息传输系统和后端设备的负担,并提升整个安防系统的响应速度。
比如在人脸识别应用当中,通过前端抓拍+中心分析的前后端智能相结合的模式,将人脸识别智能算法前置,在前端摄像机内置高性能智能芯片,通过边缘计算,将人脸识别抓图的压力分摊到前端,解放中心的计算资源,以集中优势计算资源做更高效的分析。
前端智能化层层加码,已出现自带 GPU/NPU/通用芯片等多种网络摄像机(IPC)方案。根据智能化程度的不同,我们认为智能摄像机大体可以分为三个层次:
1)智能网络摄像机(Smart IPC):其算法固定,能够完成某些特定识别任务(如行为分析、异常侦测、识别检测、统计功能等),其代表了一种高清网络摄像机的发展趋势, 即高清化、智能化、集成化。目前大部分 IPC SoC 芯片都已集成部分智能分析能力,不需要额外增加协处理芯片,这使得 Smart IPC 在市场上快速普及。
2)结构化分析摄像机:其特点是能够对视频流进行实时结构化属性分析,从中提取视频信息、语义信息、图片信息,提供人员、车辆分类抓拍、支持目标的人/车结构化属性分析,如颜色、方向、速度、车牌识别等。这需要在 IPC SoC 芯片的基础上加入 AI 协处理器;或利用高通、英特尔等通用芯片,结合安防厂商自主开发的智能算法。
3)深度学习摄像机:采用深度学习算法,以海量图片及视频资源为基础,通过机器自身提取目标特征,形成深层可供学习的图像数据,极大的提升了目标的检出率。此类摄像机通常带有高性能深度学习 GPU 芯片,典型产品如海康的“深眸”系列。
视频监控 AI 芯片的市场空间约为百亿级,是一个巨大的蓝海。
前端深度学习摄像机普及最大的瓶颈在于其昂贵的芯片价格(嵌入式 GPU 芯片单价可高达 2000 元人民币),而这块市场的蛋糕又格外的大。因此国内外多家芯片厂商都在针对安防监控市场研发高性价比 AI 芯片。目前我国每年摄像头出货量在 2 亿颗左右,若该类 AI 芯片量产后,单颗成本下降至 200 元,渗透率达到 30%,则这一市场空间将达到 120 亿人民币,数倍于 IPC 或ISP 芯片市场。
在安防智能化的浪潮下,公司已不断加码 AI 芯片方面的研发。公司在长期积累的视频编解码技术、图像信号处理技术、智能处理技术、SoC 设计技术等业界领先技术的基础之上,在人工智能技术快速发展的大背景下,积极展开对相关算法的预研。以市场需求为导向,协同客户进行前瞻性布局与产品规划,让前端摄像机实现更精准检测、识别、追踪,以提升设备数据采集、感知能力与效率;致力于为客户提供高性价比芯片产品及解决方案, 促进 AI 技术产品落地。公司处在研发阶段的 AI 芯片系列产品有望在今明年陆续落地,帮助公司抢占安防智能化时代的先机。