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集微网消息，我国安防产业伴随国民经济的发展而迅速成长，并在过去20年，由落后到全球领先；不过，近几年受地缘政治影响，支撑安防产业继续推进的芯片出现了供应短缺的情况，特别是在高端芯片领域，已经严重影响到安防产业的智能化深耕。
在此背景下，一批本土芯片产业链企业纷纷加大对安防行业的支持力度，他们结合自身的技术优势，推出一系列芯片产品，为产业发展保驾护航。其中，上海酷芯微电子有限公司（以下简称：酷芯微电子）正是其中之一，其充分发挥在机器视觉领域的技术优势，于2021年12月26日在第18届安博会上正式官宣AR93系列高性能视觉AI芯片量产上市。
填补市场空缺，满足端侧高端应用需求
根据深圳市安防协会统计，虽然受疫情影响，2020年我国安防产业总产值仍同比增长3%达8510亿元，其中，安防设备市场产值约为2600亿元。进入2021年，即便受疫情+缺芯双重不利因素影响，今年前三季度，A股17家安防设备商继续保持快速发展势头，合计营收972.32亿元，同比增长25.84%。
不过，地缘政治影响下，原安防芯片供应链生态受到沉重打击，华为海思出货量大幅收缩，导致市场出现了严重的芯片短缺问题。为满足持续增长的市场需求，设备商一边消耗库存芯片，一边拓宽采购渠道，以确保产品正常生产。
即便如此，海思留下的市场空缺仍难以填补，为此，一批本土芯片产业链企业纷纷加大对安防产业的支持力度，陆续推出了一系列安防芯片产品。
某知名安防设备商负责人表示：“截止目前，安防芯片供应短缺的问题已经有了较大改善，在中低端市场，目前我们的采购渠道已经基本可以满足需求；不过在高端芯片领域，仍存在严重缺芯的情况。”
事实上，随着安防产业的智能化深耕，端侧老旧设备正处于智能化升级换代期，平安城市、雪亮工程的布点密度也在持续加大，使得市场对高端芯片的需求仍在持续加大，如上负责人表示：“由于低端产品同质化严重，利润空间有限，我们未来会逐步停止中低端产品的生产，专注于推出高端产品。”
酷芯微电子联合创始人兼CTO沈泊
酷芯微电子联合创始人兼CTO沈泊进一步分析认为，目前功能型摄像机仍是市场主流产品，而具备人工智能分析的IP Camera装机比重仅略超10%，“不过，这一趋势正在加快，预计到2025年，具备深度AI分析能力的摄像机装机比例将达到50%左右。”
为填补时下高端视觉芯片的供应空缺以及应对未来快速增长的市场需求，酷芯微电子适时推出了一系列满足安防产业高端市场需求的高性能视觉AI芯片。
针对安防“端-边-云”应用链条，酷芯微电子聚焦于端侧，以人工智能为核心进行产品技术创新，而非单纯对原有产品的替代，沈泊表示：“酷芯微电子近几年主要进行两个原创性技术研发，一是ISP（影像处理器），侧重于图像优化处理，目前已完成3代产品的迭代，其中前2代已导入到量产AI芯片中。二是针对人工智能应用需求对NPU（神经网络处理器）展开深度研发，采用自定义架构的创新体系，为客户创造核心价值。”
另外，创立之初，酷芯微电子就立足于高性能视觉AI芯片，此前在无人机主控领域已拥有丰富的研发和产品应用经验，积累的无线图像传输、图像防抖、目标跟踪、双目避障等技术积累均可移植到安防领域。不过，“针对应用范围更广的安防行业，酷芯微电子重点是理解行业痛点，深耕行业需求，以开发出更符合行业应用的视觉AI芯片产品。”沈泊表示。
经过近几年的精心打造，于成立十周年之际，酷芯微电子在第一代AI相机芯片AR9201的基础上，于2021年7月正式发布新一代AR93系列高性能、低功耗AI相机芯片，并于12月26日量产上市，将面向高端AI摄像机、智能分析盒、扫地机器人、车载监控等端侧应用。
以极致性能，应对各类AI应用场景
随着人工智能技术的持续渗透，各类AI算法持续被加载到前端IP Camera等设备中，而目前主流的AI SoC芯片算力已无法满足设备对算力的需求，特别是进入到场景化应用阶段，设备商为了提升AI运算的速率、精度，通常以关闭部分算法为代价，导致IP Camera通常只能启用少数算法，其智能功能并未得到充分发挥。
为此，酷芯微电子AR93系列专为解决视频图像画质不佳、算力不足、AI工具链不好用等痛点，为安防行业提供针对性的高性能AI解决方案。以AR9341芯片为例，该产品基本参数如下：
9M@60fps分辨率的ISP图像处理器，最多8路视频输入；
4K@80fps的视频编解码器；
4TOPS的深度学习处理器(NPU)；
1GHz的高性能视觉DSP处理器；
4核64位CPU @1.4GHz；
32-bit DDR3/DDR4/LPDDR3 接口，最大带宽可达12.8GB/s。
针对前端设备高算力需求，AR9341 NPU提供高达4TOPS算力，以更好满足视频AI应用需求，结合高性能ISP，搭载该芯片的摄像机可以对低像素人脸图像进行抠图及分析，并能满足更多算法同时开启应用。
需要指出的是，针对安防行业7×24小时全天候监控需求，酷芯微电子在开发和升级ISP时，对数字降噪等图像增强技术做了特别优化，提升视频流的流畅性、清晰度以及色彩还原度，也有助于增强低照度摄像机在星光级照度下的全彩成像能力，沈泊表示：“AR93系列的图像处理能力以及低照度成像能力，已经可以比肩行业先进水平，在目前高端芯片短缺的情况下，AR93系列可以很好满足安防市场对高端视觉AI芯片的需求。”
针对安防常见的逆光、背光场景，AR9341针对性提供宽动态、背光补偿、强光抑制等功能；与此同时，针对前端全高清、超高清的发展趋势，芯片支持M-JPEG、H.264、H.265等编解码压缩格式，并提供智能编码功能，在保持视频流高清、流畅度不下降前提下，大幅降低数据流传输量，如1080P@30fps格式下，可做到几百kbps的超低码率，有效缓解后端的存储压力；同时，超低码率下，更易于构建端-边-云网络架构传输的实时性。
另外，目前AI摄像机普遍存在功耗高、易发热的问题，容易引发设备宕机、重启等异常现象发生。对此，沈泊表示：“AR93系列为高性能、低功耗设计，并提供有足够的算力空间冗余，确保产品始终处于正常工作温度的稳定状态，如在处理全高清实时视频流时，其功耗仅为1W，且无需额外增加散热装置。”
构建全生态，给予客户最优性价比选择
为了让旗下高性能视觉芯片更好满足行业各式各样需求，酷芯微电子持续加大产业链合作，增强芯片的融合性。沈泊表示：“安防的产业链很长，这不是我们一家企业就能满足客户需求的，这几年为加速AI落地，我们广泛邀集产业链合作伙伴共建生态圈，如各类传感器芯片提供商、AI算法供应商等，我们逐一对生态链企业的产品做对接适配开发，让客户在选用我们产品方案的时候，将大幅降低开发难度，提高产品应用效果，并缩短产品上市周期。”
据了解，截至目前，酷芯微电子已经建立一个拥有数十家企业的生态圈，从传输、成像到AI算法，均与行业主流方案进行匹配融合，使得其芯片产品，即便是研发实力不强的企业，也能快速导入。
同时，酷芯微电子还在持续创新融合，以符合行业的变化需求。针对疫情防控常态化，双光谱监控摄像机已成为重要的技防手段之一，不过，由于市面上缺乏适配的可见光与红外热成像融合芯片方案，给设备商的产品研发带来了难度。
对此新需求，酷芯微电子积极联合高德红外、睿创微纳等合作伙伴，已在AR93系列芯片上实现接口对接，客户基于该系列芯片可以轻松实现双光谱成像应用。需要说明的是，AR93系列芯片同步集成了红外真彩转换算法，真正做到双光融合。
基于AR93系列芯片和合作伙伴的传感器，可输出行业领先水平的热成像图像效果；并大幅降低成本，帮助客户推出千元级双光谱监控产品。沈泊表示：“在与众多合作伙伴沟通的过程中，我们深入了解到他们的传感器接口规格，并与他们的产品提前做适配，后期设备商使用我们的芯片时，即可实现无缝对接。”
据了解，目前市场上某款知名高端AI芯片所能实现的功能，AR93系列芯片均可实现，还在算力、热成像ISP、底层接口开放等领域拥有领先优势，且性价比更高。这对价格相对敏感的安防行业来说，更高的性价比，让AR93系列芯片一经面世即获得视频监控、人脸门禁、车载监控、AI Box等领域知名企业或细分行业龙头企业所选用。
为了保证市场供应，酷芯微电子已经提前与晶圆制造和封装测试等上游合作方沟通，并提前锁定产能，以此保证2022年中高端市场的选用需求。
事实上，AR93系列仅是酷芯微电子深耕安防产业的起点。随着安防端侧智能化程度的不断提高，对算力的需求仍将持续加大，据沈泊预测，未来前端摄像机对算力的需求可能高达20~30TOPS，那么，视觉AI芯片的算力势必也要相应跟进。
目前，酷芯微电子已经在布局更高算力的产品，预计2022年将推出搭载第三代ISP的升级版芯片，同时对NPU进行再优化，无论图像处理能力、AI算力，还是低功耗，都将有质的提升；同时，计划于2023推出算力达20TOPS的迭代新品，满足端侧的高算力需求。
另外，针对目前企业级、消费级需求崛起，酷芯微电子也将于2022年推出更高性价比的芯片方案，扩大其赋能范围。
沈泊最后表示：“能否给客户创造核心价值是影响一款芯片产品获得行业认可的主要因素，我们要做的，就是不断提升产品附加值，让其能真正帮助客户解决实际问题，提升产品的综合竞争力。”
