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
图三 H.265与H.264码率对比表
华为海思的视频编解码芯片系统非常全面,从65nm的3518A到目前最新的28nm的3519,芯片产品囊括了消费市场、商业市场和行业市场;分辨率从D1到最新的4k,帧率高达60fps。这些全面的布局和高可靠性,深得视频应用厂家的爱好,把TI的DM8168甩出了好几条街。目前,华为海思与美国安霸、日本的索喜在该领域形成了三国鼎立局面,TI从DM8168后无新编解码芯片推出。
据粗略数据统计,见下图四,中国市场国产芯片(主要是华为海思)的提升到60%左右,是十年前的60倍,而国外芯片占比降低到35%左右,海思占领了国内一半以上市场。索喜虽然是一家刚刚成立公司,单其背景是索尼和富士通,2016年开始进入中国市场,在8k方面已经确立其技术领先地位。
图四 2006年编解码芯片国内出货占比
随着国产芯片厂家参与到视频编解码芯片设计大军中,推动了行业芯片价格降低。笔者按照历史采购数据,同时以单通道编解码价格来折算,按照1为某个单位价格折算(具体价格数据各个厂家均不便直接给出),绘制出各个芯片厂家的价格对比和趋势图,见图五。从图中我们可以看到,芯片价格一直在降低,同时,国内厂家海思因为其成本控制原因,价格有很大优势,从而倒逼国家巨头不得不下调出货价。受益以芯片厂家的价格竞争,芯片编解码应用厂家如海康、大华等迅速发展。作为安防业的双寡头,大华股份与海康威视凭借行业的东风,两家公司的成长速度异常强劲,在国际市场上已经和应用厂家进行厮杀。 2015年两家公司双双晋升"全球安放50强",海康排名第二,大华排名第五。从年营收数据来看,海康从2006年不到8个亿的营业收入,到2016年,主营输入达到了320亿元,大华股份的营业额便是在10年间增长了近百倍,2016年,主营收入达到了133亿元。
图五 2006年至2016年编解码芯片价格趋势
图像去隔行单芯片,辉煌时代一去不返
电视发展的早期阶段,一般都采用"隔行扫描"技术,目的是减少传输图像的数据量。该技术将一帧图像分为前后两场,奇数行一场为奇场,偶数行一场为偶场。先发送奇场的数据,紧接着发送的是偶数行的数据,发送视频数据量将减少一半。隔行扫描时,一帧图像分为前后两场,场间间隔时间为喊间间隔时间的一半。即,扫描光栅在奇场从左到右,从上往下隔一行扫描一行,直到最后一行,在偶场按同样的扫描方式进行。为了图像效果更加好,在显示端,一般都会使用去隔行芯片,对视频图像进行处理。去隔行的方法有多种,包含了场间插值、场内插值、运动补偿等方法。
单芯片去隔行芯片的过去主要半导体厂家有美国的TI、日本的i-Chips和韩国的Macro Image,国产的去隔行单芯片基本没有厂家介入。从全球范围来看,消费量终端的显示器是非常多的,在VIDOE时代,去隔行芯片的使用量非常巨大。随着1080p分辨率普及,TVBS信号的应用逐步减少,取而代之的是3G SDI,同时DP、DVI信号协议里边不在包含i制信号,在专业视频应用领域,单去隔行芯片的需求正在减少。
目前在专业的视频处理领域,视频处理厂家如美国的巴可、中国的威创视讯、淳中等,为了追求最佳的视频显示质量和旧产品的维护,还有一定的单芯片去隔行需求,但是其他小小厂家基本就直接放弃隔行视频的处理。单芯片的去隔行已经逐步转化为芯片视频处理的一个模块。据统计机构WitsView最新调研数据显示,2016年全球液晶电视总出货量为2.19亿台,按照80%计算,需要带去隔行功能的芯片年需求量大概在1.76亿片。但是,在笔者看来,随着高清视频普及和传输到户带宽的升级提高,去隔行功能模块也将逐步推出历史舞台。
视频格式转换芯片,国际半导体厂家的舞台
视频格式转换技术是当今信息领域的研究热点之一,以美国和台湾公司为主相继推出多种芯片,如GenesisMicroelectronics、Gennum Corporation、Trident、Trumpion(Taiwen)、Etron Technology、MacronixInternational、Philips Semiconductor、Sunplus Technology、i-chips等,国内在该方面目前尚处于起步阶段。
格式转换技术其应用场合要求它具有高实时性、低代价实现,因此格式转换研究从一开始就非常注重算法的ASIC化,在初期VLSI集成度比较小时,主要研究单帧线性内插,以后随着硅片集成度的提高,逐渐采用帧间的多帧算法的自适应算法,到90年代后期,运动估计技术可以单片集成时,运动估计的格式转换才蓬勃发展。今天,硅片的集成度还在不断提高,随着片上系统(SystemOnChip)成为可能,格式转换将会发展出更加复杂、高效的技术;可能的方向是运用更多帧的信息,进行更精确、复杂的运动补偿。
随着4k、8K液晶电视的推出,视频格式转换特别是缩放技术显得尤为重要。目前很多4k电视,因为在视频传输这块还跟不上,大部分是采用视频放大功能的。尚未成熟的8k更是如此。这里不得不提日本的视频缩放公司i-chips,抛开爱国情怀不说,在视频行业搞技术的从业者都对i-chips的产品肃然起敬。在缩放这块,i-chips可以说是数10年如一日做这一产品,并且用工匠精神把它做到极致,如i-chips732等。还有日本的夏普,最新研发X8-MEP图像处理引擎,无论是4K影像内容还是电视信号或BD影像,引擎都会根据影像素材内容对细节部分进行修正处理,以8K清晰度的高精细影像再现超越现。
视频格式转换芯片是显示器系统中不可或缺的关键部件,我国是电视、各类显示器的生产大国,但是,此类产品中的关键芯片目前大部份被美国或日本的芯片厂商所控制。国产的视频芯片仅有华为海思、珠海全志几家,尚未形成气候。
- 麒麟660/960/970构架基带大猜想,这几点准不准?(09-05)
- 联发科X30/麒麟970在同一水准?华为海思表示不服(11-01)
- 与高通骁龙835一较高下,麒麟970有这实力吗?(11-28)
- 中国芯拥抱电视行业,华为海思与创维/长虹合作有望打破“缺芯”窘境?(02-08)
- 华为手机不把“安全牌”当卖点,麒麟芯片有这实力吗?(06-12)
- 华为成为台积电五大客户之一,麒麟97010nm工艺投产(07-17)