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2023年高清视频芯片下游应用市场需求规模前景预测及投资建议可行性研究

2023高清视频芯片下游应用市场需求规模前景预测及投资建议可行性研究

 

(1)高清视频芯片行业发展基本情况:

1)高清视频芯片行业发展基本情况:近年来,随着显示技术和消费电子的蓬勃发展,高清视频技术已普遍应用于众多终端场景。而5G、AIoT、云计算等新技术的进一步发展,进一步催生了大量高清视频的新场景、新应用、新模式,高清视频技术应用已愈来愈成为人类生活无处不在的“新基建”。2020年以来,在全球新冠疫情背景下,高清视频技术为人类社会提供了远程医疗、远程教育、远程办公等更为多元的解决方案。2022年北京冬奥会规模化应用了8K技术进行开幕式直播和重点赛事报道,联合5G网络、超高清摄像机、同步采集编码、画面合成、自由视角等高清视频相关技术及设备为全世界带来“千人千面”的自由式观赛体验。同时,AR/VR等前沿高清视频技术将会是未来元宇宙相关产业虚实交汇的关键技术基础。高清视频技术应用已愈来愈成为人类生活无处不在的“新基建”。

2019年3月,工信部、广电总局、央视印发《超高清视频产业发展行动计划(2019-2022年)》,计划提出了到2022年我国超高清视频产业的发展目标,产业总体规模有望超过4万亿元人民币,超高清视频用户数达到2亿人。高清视频产业涉及到数十个相关产业,从产业链来看,包括核心元器件、视频生产设备、网络传输设备、终端呈现设备等。其中,高清视频芯片是高清视频产业发展的重要基础产业。

高清视频影像处理流程可分为影像采集、发送端影像处理、信号传输、接收端影像处理、影像显示等环节,每个环节均需要特定功能的视频芯片进行支持方能实现。影像采集环节指由镜头汇聚外界景物发出的光线,通过传感器把外界图像分解成像素并转化为电信号,通过模数转换器转换成数字信号。发送端的影像处理环节指由图像处理芯片和视频处理芯片对传感器传送的数字信号做初步处理,并进行如格式处理、画质提升等影像处理以及视频压缩编码。信号传输环节是将视频信号通过特定传输媒介进行传输。接收端的影像处理环节指显示终端接收到视频信号后,通过各功能芯片进行解码处理、协议格式化处理以及其他的视频显示处理以得到高清高质量的视频图像。影像处理环节和信号传输环节中通常涉及不同协议之间的转换和传输,因此需要使用多个高清视频桥接芯片与高速信号传输芯片。影像显示环节指通过显示时序控制芯片和显示驱动芯片将视频信号转换成显示屏驱动所需要的电压或者电流信号,以实现视频在显示终端的完美显示。

高清视频影像处理流程分析

 

根据支持环节和实现功能类型的不同,高清视频芯片主要可分为三类。第一类主要为显示驱动芯片和显示时序控制芯片,用于支持显示屏端的影像显示;第二类是主要为高清视频桥接芯片、高速信号传输芯片、视频图像处理芯片,用于支持前端视频的转换、传输及处理;第三类是主要功能为视频编解码的SoC芯片,如电视SoC、机顶盒SoC、网络摄像机SoC等芯片。此外,影响采集环节中也需要使用镜头传感器等半导体元器件。

在影像处理环节所需功能及支持芯片,可主要分为视频图像处理芯片、视频处理SoC芯片、高清视频桥接芯片,三类芯片核心功能与用途存在差异,在复杂的视频影像处理系统中通过搭配使用发挥不同用途。

根据中金企信统计数据,2020年全球高清视频芯片市场规模约1,052亿元人民币。随着高清视频技术与人类社会的交融不断深化,越来越多的终端设备和场景产生了高清视频芯片的使用需求,如智能手机、平板电脑、可穿戴设备、安防摄像头、无人机等。终端视频设备数量的持续增加将促进全球高清视频芯片市场的持续增长,预计2025年全球高清视频芯片市场规模将达到1,897亿元人民币,2020-2025年复合增长率约12.5%。

2020-2025年全球高清视频芯片市场规模现状及预测

 

数据统计:中金企信国际咨询

近年来,中国下游消费电子行业发展迅速,凭借电子整机制造的国产化率提升和巨大的本土市场需求,中国高清视频芯片行业的国产化率有望持续提升。根据中金企信统计数据,2020年中国大陆高清视频芯片市场规模约467亿元人民币。随着AR/VR等技术的发展,游戏、社交、电商等各个领域不断产生对高清视频应用的增量需求,持续带动高清视频芯片市场的发展,预计2025年中国大陆高清视频芯片市场规模将达到969亿元人民币,2020-2025年复合增长率约为15.7%。

2)高清视频桥接芯片产品与视频图像处理芯片及视频处理SoC芯片的关系:视频图像处理芯片主要功能为图像视频的优化处理;视频处理SoC芯片则在满足基本图像处理的功能基础上,进一步追求网络传输、储存管理等其他功能的实现;视频桥接芯片则是处于前述二者、或其他芯片与芯片间、设备与设备间的桥梁,以实现高清视频信号的互联互通。三类芯片具有截然不同的核心功能,在视频应用中相辅相成,构成完整的视频链路解决方案,各细分行业长期处于共同发展态势。

对于如安防监控、视频会议、车载显示、商业显示、AR/VR等公司面向的主要视频系统应用场景,需要完成从影像采集到视频处理、传输以及最终在各类显示终端上形成影像显示的完整方案,需要在设备与设备间、芯片与芯片间完成多次的视频信号桥接及传输。由于各协议标准适用的物理接口以及支持传输的数据类型、支持特定功能等存在较大差异,因此不同应用场景、不同类型终端选择的视频传输协议也呈现多元化特征。

视频桥接芯片是各领域完整的视频芯片应用方案的重要组成部分,多种视频协议并存的行业长期发展趋势使得高清视频桥接芯片具有广阔的市场应用空间。通常在SoC主芯片(包括视频处理SoC或更高性能的计算SoC芯片)中,会保留面向一种或少数高清高速视频接口来用于视频信号的输入和输出,但不会为集成视频协议的桥接功能而设计多种协议的发送和接收接口以实现转换。同时,对于SoC主芯片而言,首先主流高清视频信号在工艺与技术路线上与追求高性能运算的主芯片即存在较大差异,其次不同协议间技术差异也较大,协议技术迭代节奏也与SoC主芯片的技术迭代不匹配。其次SoC主芯片需要将大量的逻辑资源用于视频编解码、运算、网络传输、存储等功能,追求高性能和低功耗。将视频协议桥接功能集成是对SoC主芯片的过度冗余设计,会升高成本、降低性能和增加功耗,进而降低SoC主芯片的性能和市场竞争力。因此SoC主芯片厂商通常不会将研发投入重心在多种视频协议桥接转换技术的开发中,集成视频协议桥接功能也非视频处理SoC主芯片的技术发展方向,通常会选择在整体方案中搭配专用的视频桥接芯片来完成视频协议的转换和传输,部分主芯片厂商会在参考设计中积极将视频桥接芯片纳入整体方案中。而在各领域下游客户的应用方案中,也会将视频桥接芯片等产品搭配SoC主芯片共同使用。

综上,随着视频应用演进的过程中技术和应用场景的丰富性,多种视频协议随着行业发展涌现并长期共存。视频图像处理芯片、视频处理SoC芯片、高清视频桥接芯片核心功能不同,共同组成复杂完整的视频芯片应用方案,视频桥接芯片在复杂的视频系统应用发挥重要作用,具有广阔的发展空间。

中金企信国际咨询公布的《全球及中国高清视频芯片市场监测调研及投资潜力评估预测报告(2023版)

(2)高清视频信号协议类型概况:视频接口主要作用是将视频信号输出到外部设备,或者是收集外部采集的视频信号。视频接口技术包含物理传输通道和信号传输协议。当前业内主流的高清视频接口及信号协议主要如下:

1)HDMI(HighDefinitionMultimediaInterface):HDMI协议由HDMI组织发起,是当前主流的高清视频协议之一。大部分的电视、投影仪等显示设备及家用机顶盒广泛使用了HDMI协议,目前知名游戏主机亦普遍采用HDMI协议作为线路传输途径。HDMI协议已从HDMI1.0版本演化到最新的HDMI2.1版本。

2)DP/eDP(DisplayPort/EmbeddedDisplayPort):DP协议是视频电子标准协会推出的数字式视频协议。DP接口与HDMI接口均支持一根信号线同时传输视频和音频信号。DP接口可以直接作为语音、视频等高带宽数据的传输通道及进行无延迟的游戏控制。除实现设备与设备之间的连接外,DP还可用作设备内部的接口。DP协议已从第一代DP1.0版本发展到目前最新的DP2.0版本。

3)USBType-C:USB协议由英特尔等多家公司在1994年底联合推出,主要用于规范电脑与外部设备的连接和通讯,如鼠标、键盘、游戏手柄、游戏杆、扫描仪、数字相机、打印机、硬盘和网络等电脑周边设备。目前最新的USB接口为Type-C版本,是USB标准化组织旨在解决USB接口长期以来物理接口规范不统一、电能只能单向传输等弊端而推出的接口协议,同时具有充电、显示、数据传输等功能。USBType-C协议已从USBType-CR1.0版本演化到最新的USBType-CR2.1版本。

4)MIPI(MobileIndustryProcessorInterface):MIPI协议由MIPI联盟制定,该联盟由美国德州仪器、意法半导体、英国ARM和芬兰诺基亚4家公司共同成立。MIPI协议可满足各种子系统独特的要求,目前已深度融入了智能手机行业,应用于数亿部智能手机中。其中,C-PHY和D-PHY是MIPI接口中最主要的协议。MIPIC-PHY协议主要用于连接接摄像头和显示器,MIPID-PHY协议主要作用是应用处理器与摄像机和显示器的互连。MIPIC-PHY协议标准已从MIPIC-PHYv1.0版本演化到最新标准MIPIC-PHYv2.1版本。MIPID-PHY协议标准已从MIPID-PHYv1.0版本演化到最新MIPID-PHYv3.0的版本。

5)LVDS(Low-VoltageDifferentialSignaling):LVDS最早是由美国国家半导体公司提出的一种低压差分信号技术接口,端口可以实现点对点或一点对多点的连接。由于LVDS只能传输图像数据信号,LVDS接口最主要的应用领域是液晶显示器。

6)VGA(VideoGraphicsArray):VGA是IBM在1987年随PS/2电脑一起推出的使用模拟信号的一种视频传输协议。VGA接口协议曾广泛应用于电脑、投影机、影碟机、电视等视频设备,近年来已逐步退出市场,但当前仍是部分电脑、电视等制造商会选择支持的协议。

此外,与高清视频信号相关的接口或协议还包括V-By-One、RGB、DVI等,各接口或协议基于各自差异化的特性,在多元化的视频应用场景中发挥作用。

 

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