2021年中国DSP(数字信号处理)芯片产业现状,需求持续扩张,国产化加速「图」

一、DSP芯片产业地位及分类

1、产业地位

DSP作为数字信号处理器将模拟信号转换成数字信号,用于专用处理器的高速实时处理。属于数字电路下的微处理器领域,具有高速,灵活,可编程,低功耗的界面功能,在图形图像处理,语音处理,信号处理等通信领域起到越来越重要的作用。

DSP芯片属于微处理器的一种

DSP芯片属于微处理器的一种

资料来源:华经产业研究院整理

2、分类对

FPGA芯片与DSP芯片存在较大区别。DSP是专门的微处理器,适用于条件进程,特别是较复杂的多算法任务。FPGA包含有大量实现组合逻辑的资源,可以完成较大规模的组合逻辑电路设计,同时还包含有相当数量的触发器,借助这些触发器,FPGA又能完成复杂的时序逻辑功能,DSP芯片的通用性相对弱,FPGA则通用性更强。

DSP芯片与FPGA芯片的比较

DSP芯片与FPGA芯片的比较

资料来源:华经产业研究院整理

二、DSP系统流程

DSP芯片内部采用程序和数据分开的哈佛结构,具有专门的硬件乘法器,广泛采用流水线操作,提供特殊的DSP指令,可以用来快速的实现各种数字信号处理算法。具有实时信号处理能力和强大的运算功能,内集成部分A/D功能,可直接将模拟信号与DSP相接。现在DSP产品很多,定点DSP有200多种,浮点DSP有100多种。

DSP系统原理框图

DSP系统原理框图

资料来源:公开资料整理

三、DSP产业链现状

1、上游端:IP

从IP市场的产品来看,CPU是使用最多的产品,2020年市场占比达到35.4%;其次为Interface,市场占比为23.2%;第三为GPU,市场占比为10.5%。前三产品的市场占有率接近70%,产品市场占有率高度集中。DSP占比全球IP下游的5.2%应用左右,相较CPU和GPU差距较大

2020年全球半导体IP产品结构占比

2020年全球半导体IP产品结构占比

资料来源:公开资料整理

2、需求端快速增长

技术持续发展背景下,国内主流电子计算机厂商推出了高配置的专业游戏本、主打便携办公功能的超级本、专业图形工作站等功能性电脑,中国电子计算机行业在2016年到达谷底后,持续复苏,2019-2021年实现连续三年增长,且呈加速趋势,2021年产量达4.85亿台,同比增长19.75%。

2012-2021年中国电子计算机整机产量变化情况

2012-2021年中国电子计算机整机产量变化情况

资料来源:国家统计局,华经产业研究院整理

汽车电子系统日益兴旺发达起来,诸如装设红外线和毫米波雷达,将需用DSP进行分析。如今,汽车愈来愈多,防冲撞系统已成为研究热点。而且,利用摄像机拍摄的图像数据需要经过DSP处理,才能在驾驶系统里显示出来,供驾驶人员参考。

2014-2022年7月中国新能源汽车销量及渗透率

2014-2022年7月中国新能源汽车销量及渗透率

资料来源:中汽协,华经产业研究院整理

四、DSP产业现状

1、市场规模

随着我国下游通信等领域持续增长,我国DSP需求持续增长,数据显示2020年我国DSP市场规模约为136.9亿元,2021年受益于人工智能、语音识别、5G基站通讯领域等快速扩张,整体规模快速增长,预计2021年达160亿元左右。

2015-2021年中国DSP芯片市场规模及预测

2015-2021年中国DSP芯片市场规模及预测

资料来源:公开资料整理

相关报告:华经产业研究院发布的《2022-2027年中国DSP芯片行业市场全景评估及投资方向研究报告》;

2、区域分布

就我国DSP芯片整体区域格局而言,整体分布较为均匀,中部地区略少,西部地区略高。数据显示,2020年我国DSP芯片华东、华北、华南、华中、西部和东北地区企业分别占比17%、15%、13%、8%、25%和22%。

2020年中国DSP芯片行业企业区域格局

2020年中国DSP芯片行业企业区域格局

资料来源:公开资料整理

3、国产化率

就我国DSP芯片国产化走势而言,政策背景下我国DSP芯片国产占比持续走高,数据显示,2020年我国DSP产量占比约占比总需求的2.66%左右,总体增速较慢的原因虽然国产DSP企业持续相关芯片(如魂芯二号、首款RISC-V DSP芯片流片),但相较国际企业发展较晚,整体竞争力仍存在较大差距。

2015-2020年中国DSP芯片国产化率走势图

2015-2020年中国DSP芯片国产化率走势图

资料来源:公开资料整理

4、投融

中科昊芯是一家专注于工业控制微处理器及机器视觉与图形图像处理专用芯片研发的高科技企业,进行国产安全可控数字信号处理器的研发,其首款RISC-V DSP芯片于2020年7月成功流片,已推出HX2000系列产品线, 预计2022年下半年,其 DSP芯片出货量将达数百万颗。

2020年以来中科昊芯投融资历程情况

2020年以来中科昊芯投融资历程情况

资料来源:IT桔子,华经产业研究院整理

五、DSP竞争格局

目前全球DSP主要生产商德州仪器(TI)、模拟器件公司、摩托罗拉、恩智浦(NXP)、杰尔系统,其中德州仪器占比最高,主要应用范围在机器视觉、航空电子和国防、尺寸、重量和功耗(SWAP)、音频、视频编码/解码与生物识别领域。

从国内来看,欧美厂商产品处于垄断地位,同时国产DSP芯片的国产率非常低(不到3%)具备自研微加速部件能力的团队也不多,国产自研厂商较少的原因产品本身设计难度高、研发经验的科研院所不多、国外竞品性能好、国产化大部分在研发MCU为主。

国内主要DSP芯片厂商

国内主要DSP芯片厂商

资料来源:公开资料整理

六、DSP发展趋势

1、高集成化、微型化、逐步融合

SoC化,把一个系统集成在一块芯片上,这个系统包括DSP和系统接口软件等。多个DSP芯核、MPU芯核以及外围的电路单元集成在一个芯片上。DSP和微处理器的融合,一颗芯片实现智能控制和数字信号处理两种功能,DSP和高档CPU的融合有利于提高DSP需求量和使用效果。

2、可编程化定点

对标FPGA场景,DSP可编程化,满足厂家在同一个DSP芯片上开发出更多不同型号特征的系列产品。DSP多为16位的定点,随着DSP定点运算器件成本的不断降低,能耗越来越小,优势日渐明显。

华经产业研究院对中国DSP芯片行业发展现状、市场供需情况等进行了详细分析,对行业上下游产业链、企业竞争格局等进行了深入剖析,最大限度地降低企业投资风险与经营成本,提高企业竞争力;并运用多种数据分析技术,对行业发展趋势进行预测,以便企业能及时抢占市场先机;更多详细内容,请关注华经产业研究院出版的《2022-2027年中国DSP芯片市场竞争态势及行业投资前景预测报告》。

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责任编辑:左小蕾_HN368
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