原被国外垄断，海思如何带领本土进行视频编解码芯片突围

视频图像与人们的生产生活息息相关，是人类获取和交换信息的主要来源，据统计人类有80％以上的信息来自于视频图象。在人类历史发展过程中，视觉感知在学习、生产和各种知识传承中占据了主要作用。视频技术也在不断地发展，从576i到现在的4k，以及未来的8k，分辨率扩大了几十倍，不断地满足了人们对视频高清的需求。高清晰度的视频在各个领域的应用越来越广，3D技术也日趋成熟，需要对海量视频数据进行复杂处理的应用越来越多，这个趋势也倒逼视频处理芯片行业不断前行。纵观中国这10年视频处理行业的发展，可以说是一个缩小版的半导体IC发展史。

完整的视频处理流程包含了视频采集、视频处理、视频传输和视频显示4大部分，每一个环节都是紧紧相扣，如何一个环节拖后腿，都是会导致整个视频生态圈的问题。但是，在这4个环节中，重中之重是视频处理。视频处理IC的优劣直接决定了图像的效果。视频处理包含了视频编解码、视频图像去隔行、视频格式转换等。

视频编解码芯片，原是国外厂商的天下
视频编解码，目前在网络上传输比较流行的是H.264与H.265。H.264/MPEG-4 AVC（H.264）是1995年自MPEG-2视频压缩标准发布以后的最新、最有前途的视频压缩标准。H.264是由ITU-T和ISO/IEC的联合开发组共同开发的最新国际视频编码标准。通过该标准，在同等图象质量下的压缩效率比以前的标准提高了2倍以上，因此，近几年来H.264被普遍认为是最有影响力的行业标准。

图一 H.264编解码流程

H.264标准的使用了几个关键技术，分别是帧内预测编码、帧间预测编码、整数变换、量化和熵编码。帧内编码用来缩减图像的空间冗余。帧间预测编码利用连续帧中的时间冗余来进行运动估计和补偿，预测采用了基于4×4像素块的类似于DCT的整数变换。量化，H.264中可选32种不同的量化步长，这与H.263中有31个量化步长很相似，但是在H.264中，步长是以12.5%的复合率递进的，而不是一个固定常数。H.264视频编码处理的最后就是熵编码，在H.264中采用了两种不同的熵编码方法：通用可变长编码（UVLC）和基于文本的自适应二进制算术编码（CABAC）。H.264的编码和解码流程具体见图一。

由于H.264具备高压缩性，同时适合在网络里边进出传输，随着互联网地不断发展，各个半导体厂家也看到了这个金矿。2005年起，美国的TI、安霸、NXP、台湾的TEWELL、日本的SONY、SHARP等一大批国家半导体企业或者电子企业将目光投入到了H.264编码芯片上，量身打造适合不同区域的视频编解码芯片，大力推动了整个市场的发展。

可以说，在2010年之前，国内的自研芯片基本处于样机或者自用阶段，市场的接受度非常的低。据粗略数据统计，见下图二，国产芯片的占比只有1%左右，国外芯片占比95%以上，TI半导体巨头占领了中国几乎一半市场。其原因在于国外厂家有丰富的经验积累，深耕在这个领域多年，熟悉产业的特点，国产芯片的稳定性也有待提高。当时，应用视频行业的厂家，对于芯片的选型基本只考虑国外芯片，选择国内芯片的凤毛麟角。

图二 2006年编解码芯片国内出货占比

国产厂商的横空出世，华为海思表现抢眼
对于蓬勃发展的视频编解码市场，上游芯片厂家如TI、安霸等从未停止过竞争，国外厂家的技术与积累一直都处于领先地位，但是近年来，国内厂家如华为海思等也不断地在产业上游下功夫，在某些技术领域取得一定的领先地位，通过专利和技术突破构建市场堡垒，形成竞争优势。

中星微电子从2006年开始启动IP视频监控系统的研发和设计，并在网络摄像机专用芯片、解码终端以及在视频监控平台方面持续投入，取得了耀眼的成果。2014年，中星发布新产品718和736芯片：其中718是第二代SVAC/H.264核心芯片，736是一款大众级DVR核心芯片。芯片支持支持自动曝光、自动白平衡、自动增益等图像处理功能;视频编码支持SVAC和H.264标准，为安防监控系统实现更加可靠和灵活的应用。截止到2017年，中星微电以及在美国纳斯达克上市，并从芯片设计业务扩展到视频监控整机设备厂家，逐步在国际市场发挥重大作用。

真正对国外竞争对手起到威慑作用的是华为海思。海思依托中国这10年安防市场的蓬勃发展，联手海康大华对国外半导体巨头进行狙击。

在进行H.264产品芯片的布局前提下，华为海思在视频编解码市场战稳了阵脚。同时，华为还力推H.265，是H.265的主要技术标准贡献者。随着安防监控不断的向高分辨率、高压缩率、低宽带占用方向发展，相对于H.264编码，H.265视频编码压缩技术在保证相同画质的情况下，对带宽的需求减少了50%左右，存储空间也相应减少一半，解决了高清化、网络化趋势下视频在带宽、存储和画质方面的难题。基于H.265技术的视频应用正逐步普及。下图为H.265与H.264码率对比表。H.265不仅可以降低1080p等当下主流高清格式的码率(1080p仅需1~2Mbps码率)，同时也适用于4K和8K等超高清视频，H.265标准让网络视频跟上了显示屏"高分辨率化"的脚步。