高速混合信號芯片產業發展方案

完善網絡文化傳播機制，構建現代文化傳播體系。推動傳統媒體和新興媒體融合發展，有效整合各種媒介資源和生產要素。實施中華優秀文化網上傳播工程，加強港澳地區網絡傳播能力建設，完善全球信息采集傳播網絡，逐步形成與我國國際地位相適應的網絡國際傳播能力。圍繞通信、導航、遙感等應用衛星領域，建立持續穩定、安全可控的國家空間基礎設施。科學規劃和利用衛星頻率和軌道資源。建設天地一體化信息網絡，增強接入服務能力，推動空間與地面設施互聯互通。統籌北斗衛星導航系統建設和應用，推進北斗產業化和走出去進程。加強陸地、大氣、海洋遙感監測，提升對我國資源環境、生態保護、應急減災、大眾消費以及全球觀測的服務保障能力。高清視頻芯片行業發展概況（一）高清視頻芯片行業發展基本情況1、高清視頻芯片行業發展基本情況近年來，隨著顯示技術和消費電子的蓬勃發展，高清視頻技術已普遍應用于眾多終端場景。而5G、AIoT、云計算等新技術的進一步發展，進一步催生了大量高清視頻的新場景、新應用、新模式，高清視頻技術應用已愈來愈成為人類生活無處不在的新基建。2020年以來，在全球新冠疫情背景下，高清視頻技術為人類社會提供了遠程醫療、遠程教育、遠程辦公等更為多元的解決方案。2022年北京冬奧會規模化應用了8K技術進行開幕式直播和重點賽事報道，聯合5G網絡、超高清攝像機、同步采集編碼、畫面合成、自由視角等高清視頻相關技術及設備為全世界帶來千人千面的自由式觀賽體驗。同時，AR/VR等前沿高清視頻技術將會是未來元宇宙相關產業虛實交匯的關鍵技術基礎。高清視頻技術應用已愈來愈成為人類生活無處不在的新基建。2019年3月，工信部、廣電總局、央視印發《超高清視頻產業發展行動計劃（2019-2022年）》，計劃提出了到2022年我國超高清視頻產業的發展目標，產業總體規模有望超過4萬億元人民幣，超高清視頻用戶數達到2億人。高清視頻產業涉及到數十個相關產業，從產業鏈來看，包括核心元器件、視頻生產設備、網絡傳輸設備、終端呈現設備等。其中，高清視頻芯片是高清視頻產業發展的重要基礎產業。高清視頻影像處理流程可分為影像采集、發送端影像處理、信號傳輸、接收端影像處理、影像顯示等環節，每個環節均需要特定功能的視頻芯片進行支持方能實現。影像采集環節指由鏡頭匯聚外界景物發出的光線，通過傳感器把外界圖像分解成像素并轉化為電信號，通過模數轉換器轉換成數字信號。發送端的影像處理環節指由圖像處理芯片和視頻處理芯片對傳感器傳送的數字信號做初步處理，并進行如格式處理、畫質提升等影像處理以及視頻壓縮編碼。信號傳輸環節是將視頻信號通過特定傳輸媒介進行傳輸。接收端的影像處理環節指顯示終端接收到視頻信號后，通過各功能芯片進行解碼處理、協議格式化處理以及其他的視頻顯示處理以得到高清高質量的視頻圖像。影像處理環節和信號傳輸環節中通常涉及不同協議之間的轉換和傳輸，因此需要使用多個高清視頻橋接芯片與高速信號傳輸芯片。影像顯示環節指通過顯示時序控制芯片和顯示驅動芯片將視頻信號轉換成顯示屏驅動所需要的電壓或者電流信號，以實現視頻在顯示終端的完美顯示。根據支持環節和實現功能類型的不同，高清視頻芯片主要可分為三類。第一類主要為顯示驅動芯片和顯示時序控制芯片，用于支持顯示屏端的影像顯示；第二類是主要為高清視頻橋接芯片、高速信號傳輸芯片、視頻圖像處理芯片，用于支持前端視頻的轉換、傳輸及處理；第三類是主要功能為視頻編解碼的SoC芯片，如電視SoC、機頂盒SoC、網絡攝像機SoC等芯片。此外，影響采集環節中也需要使用鏡頭傳感器等半導體元器件。在影像處理環節所需功能及支持芯片，可主要分為視頻圖像處理芯片、視頻處理SoC芯片、高清視頻橋接芯片，三類芯片核心功能與用途存在差異，在復雜的視頻影像處理系統中通過搭配使用發揮不同用途。根據CINNOResearch統計，2020年全球高清視頻芯片市場規模約1，052億元人民幣。隨著高清視頻技術與人類社會的交融不斷深化，越來越多的終端設備和場景產生了高清視頻芯片的使用需求，如智能手機、平板電腦、可穿戴設備、安防攝像頭、無人機等。終端視頻設備數量的持續增加將促進全球高清視頻芯片市場的持續增長，預計2025年全球高清視頻芯片市場規模將達到1，897億元人民幣，2020-2025年復合增長率約12．5%。近年來，中國下游消費電子行業發展迅速，憑借電子整機制造的國產化率提升和巨大的本土市場需求，中國高清視頻芯片行業的國產化率有望持續提升。根據CINNOResearch統計，2020年中國大陸高清視頻芯片市場規模約467億元人民幣。隨著AR/VR等技術的發展，游戲、社交、電商等各個領域不斷產生對高清視頻應用的增量需求，持續帶動高清視頻芯片市場的發展，預計2025年中國大陸高清視頻芯片市場規模將達到969億元人民幣，2020-2025年復合增長率約為15．7%。2、高清視頻橋接芯片產品與視頻圖像處理芯片及視頻處理SoC芯片的關系視頻圖像處理芯片主要功能為圖像視頻的優化處理；視頻處理SoC芯片則在滿足基本圖像處理的功能基礎上，進一步追求網絡傳輸、儲存管理等其他功能的實現；視頻橋接芯片則是處于前述二者、或其他芯片與芯片間、設備與設備間的橋梁，以實現高清視頻信號的互聯互通。三類芯片具有截然不同的核心功能，在視頻應用中相輔相成，構成完整的視頻鏈路解決方案，各細分行業長期處于共同發展態勢。對于如安防監控、視頻會議、車載顯示、商業顯示、AR/VR等企業面向的主要視頻系統應用場景，需要完成從影像采集到視頻處理、傳輸以及最終在各類顯示終端上形成影像顯示的完整方案，需要在設備與設備間、芯片與芯片間完成多次的視頻信號橋接及傳輸。由于各協議標準適用的物理接口以及支持傳輸的數據類型、支持特定功能等存在較大差異，因此不同應用場景、不同類型終端選擇的視頻傳輸協議也呈現多元化特征。視頻橋接芯片是各領域完整的視頻芯片應用方案的重要組成部分，多種視頻協議并存的行業長期發展趨勢使得高清視頻橋接芯片具有廣闊的市場應用空間。通常在SoC主芯片（包括視頻處理SoC或更高性能的計算SoC芯片）中，會保留面向一種或少數高清高速視頻接口來用于視頻信號的輸入和輸出，但不會為集成視頻協議的橋接功能而設計多種協議的發送和接收接口以實現轉換。同時，對于SoC主芯片而言，首先主流高清視頻信號在工藝與技術路線上與追求高性能運算的主芯片即存在較大差異，其次不同協議間技術差異也較大，協議技術迭代節奏也與SoC主芯片的技術迭代不匹配。其次SoC主芯片需要將大量的邏輯資源用于視頻編解碼、運算、網絡傳輸、存儲等功能，追求高性能和低功耗。將視頻協議橋接功能集成是對SoC主芯片的過度冗余設計，會升高成本、降低性能和增加功耗，進而降低SoC主芯片的性能和市場競爭力。因此SoC主芯片廠商通常不會將研發投入重心在多種視頻協議橋接轉換技術的開發中，集成視頻協議橋接功能也非視頻處理SoC主芯片的技術發展方向，通常會選擇在整體方案中搭配專用的視頻橋接芯片來完成視頻協議的轉換和傳輸，部分主芯片廠商會在參考設計中積極將視頻橋接芯片納入整體方案中。而在各領域下游客戶的應用方案中，也會將視頻橋接芯片等產品搭配SoC主芯片共同使用。綜上，隨著視頻應用演進的過程中技術和應用場景的豐富性，多種視頻協議隨著行業發展涌現并長期共存。視頻圖像處理芯片、視頻處理SoC芯片、高清視頻橋接芯片核心功能不同，共同組成復雜完整的視頻芯片應用方案，視頻橋接芯片在復雜的視頻系統應用發揮重要作用，具有廣闊的發展空間。（二）高清視頻信號協議類型概況視頻接口主要作用是將視頻信號輸出到外部設備，或者是收集外部采集的視頻信號。視頻接口技術包含物理傳輸通道和信號傳輸協議。HDMI協議由HDMI組織發起，是當前主流的高清視頻協議之一。大部分的電視、投影儀等顯示設備及家用機頂盒廣泛使用了HDMI協議，目前知名游戲主機亦普遍采用HDMI協議作為線路傳輸途徑。HDMI協議已從HDMI1．0版本演化到最新的HDMI2．1版本。DP協議是視頻電子標準協會推出的數字式視頻協議。DP接口與HDMI接口均支持一根信號線同時傳輸視頻和音頻信號。DP接口可以直接作為語音、視頻等高帶寬數據的傳輸通道及進行無延遲的游戲控制。除實現設備與設備之間的連接外，DP還可用作設備內部的接口。DP協議已從第一代DP1．0版本發展到目前最新的DP2．0版本。USBType-CUSB協議由英特爾等多家企業在1994年底聯合推出，主要用于規范電腦與外部設備的連接和通訊，如鼠標、鍵盤、游戲手柄、游戲桿、掃描儀、數字相機、打印機、硬盤和網絡等電腦周邊設備。目前最新的USB接口為Type-C版本，是USB標準化組織旨在解決USB接口長期以來物理接口規范不統一、電能只能單向傳輸等弊端而推出的接口協議，同時具有充電、顯示、數據傳輸等功能。USBType-C協議已從USBType-CR1．0版本演化到最新的USBType-CR2．1版本。MIPI協議由MIPI聯盟制定，該聯盟由美國德州儀器、意法半導體、英國ARM和芬蘭諾基亞4家企業共同成立。MIPI協議可滿足各種子系統獨特的要求，目前已深度融入了智能手機行業，應用于數億部智能手機中。其中，C-PHY和D-PHY是MIPI接口中最主要的協議。MIPIC-PHY協議主要用于連接接攝像頭和顯示器，MIPID-PHY協議主要作用是應用處理器與攝像機和顯示器的互連。MIPIC-PHY協議標準已從MIPIC-PHYv1．0版本演化到最新標準MIPIC-PHYv2．1版本。MIPID-PHY協議標準已從MIPID-PHYv1．0版本演化到最新MIPID-PHYv3．0的版本。LVDS最早是由美國國家半導體企業提出的一種低壓差分信號技術接口，端口可以實現點對點或一點對多點的連接。由于LVDS只能傳輸圖像數據信號，LVDS接口最主要的應用領域是液晶顯示器。VGA是IBM在1987年隨PS/2電腦一起推出的使用模擬信號的一種視頻傳輸協議。VGA接口協議曾廣泛應用于電腦、投影機、影碟機、電視等視頻設備，近年來已逐步退出市場，但當前仍是部分電腦、電視等制造商會選擇支持的協議。此外，與高清視頻信號相關的接口或協議還包括V-By-One、RGB、DVI等，各接口或協議基于各自差異化的特性，在多元化的視頻應用場景中發揮作用。集成電路設計行業發展概況（一）全球集成電路設計市場概況集成電路設計行業主要存在IDM和Fabless兩種模式。Fabless模式下，芯片設計企業專注于從事集成電路的研發設計和銷售環節，將晶圓制造、封裝測試環節委托給專門的晶圓代工、封裝測試廠商進行生產。集成電路設計行業是半導體產業快速發展的核心驅動環節，根據ICInsights統計，2020年全球集成電路設計產業規模為1，035億美元。美國在全球集成電路設計行業中處于主導地位，占全球產業規模比例約為68%。（二）中國集成電路設計市場概況在政策支持、市場拉動及資本推動等因素的合力下，中國集成電路設計行業近十年來取得了長足進步。根據中國半導體行業協會統計，2020年中國集成電路設計業銷售額為3，778億元，2010-2020年復合增長率高達26．4%。在政策支持、市場拉動及資本推動等因素合力下，中國集成電路設計行業有望加速發展。2020年《新時期促進集成電路產業和軟件產業高質量發展若干政策》提出進一步優化集成電路產業和軟件產業發展環境，深化產業國際合作，提升產業創新能力和發展質量。人們對智能化、集成化、低能耗智能設備的需求不斷催生新的電子產品及功能應用誕生，集成電路應用領域不斷拓展，國內市場需求的擴大使得本土集成電路設計企業獲得了大量的市場機會。同時，近年來中國集成電路設計行業投融資活躍，進一步為企業創新提供動能。在以上因素合力作用下，中國集成電路設計企業有望憑借本地優勢，緊貼市場需求，實現快速發展。推進信息化法治建設依法推進信息化、維護網絡安全是全面依法治國的重要內容。要以網絡空間法治化為重點，發揮引領和推動作用，加強執法能力建設，提高全社會自覺守法意識，營造良好的信息化法治環境。（一）有序推進信息化進程堅持急用先行，加快出臺急需法律法規和規范性文件。強化網絡基礎設施保護，加快制定網絡安全法、電信法、電子商務法，研究制定密碼法。加強網絡用戶權利保護，研究制定個人信息保護法、未成年人網絡保護條例。規范網絡信息服務與管理，修訂互聯網信息服務管理辦法。研究制定電子文件管理條例。完善司法解釋，推動現有法律延伸適用到網絡空間。（二）加強執法能力建設加強部門信息共享與執法合作，創新執法手段，形成執法合力。理順網絡執法體制機制，明確執法主體、執法權限、執法標準。戰略目標到2020年，固定寬帶家庭普及率達到中等發達國家水平，第三代移動通信（3G）、第四代移動通信（4G）網絡覆蓋城鄉，第五代移動通信（5G）技術研發和標準取得突破性進展。信息消費總額達到6萬億元，電子商務交易規模達到38萬億元。互聯網國際出口帶寬達到20太比特/秒（Tbps），支撐一帶一路建設實施，與周邊國家實現網絡互聯、信息互通，建成中國－東盟信息港，初步建成網上絲綢之路，信息通信技術、產品和互聯網服務的國際競爭力明顯增強。到2025年，新一代信息通信技術得到及時應用，固定寬帶家庭普及率接近國際先進水平，建成國際領先的移動通信網絡，實現寬帶網絡無縫覆蓋。信息消費總額達到12萬億元，電子商務交易規模達到67萬億元。互聯網國際出口帶寬達到48太比特／秒（Tbps），建成四大國際信息通道，連接太平洋、中東歐、西非北非、東南亞、中亞、印巴緬俄等國家和地區，涌現一批具有強大國際競爭力的大型跨國網信企業。到本世紀中葉，信息化全面支撐富強民主文明和諧的社會主義現代化國家建設，網絡強國地位日益鞏固，在引領全球信息化發展方面有更大作為。開發信息資源，釋放數字紅利信息資源日益成為重要的生產要素和社會財富，信息掌握的多寡、信息能力的強弱成為衡量國家競爭力的重要標志。當前，我國信息資源開發利用不足與無序濫用的現象并存，要加強頂層設計和系統規劃，完善制度體系，全面提升信息采集、處理、傳輸、利用、安全能力，構筑國家信息優勢。（一）加強信息資源規劃、建設和管理推動重點信息資源國家統籌規劃和分類管理，增強關鍵信息資源掌控能力。完善基礎信息資源動態更新和共享應用機制。創新部門業務系統建設運營模式，逐步實現業務應用與數據管理分離。統籌規劃建設國家互聯網大數據平臺。逐步開展社會化交易型數據備份和認證，確保數據可追溯、可恢復。（二）提高信息資源利用水平建立公共信息資源開放目錄，構建統一規范、互聯互通、安全可控的國家數據開放體系，積極穩妥推進公共信息資源開放共享。發展信息資源市場，促進信息消費。引導和規范公共信息資源增值開發利用，支持市場主體利用全球信息資源開展業務創新。（三）建立信息資源基本制度體系探索建立信息資產權益保護制度，實施分級分類管理，形成重點信息資源全過程管理體系。加強采集管理和標準制定，提高信息資源準確性、可靠性和可用性。依法保護個人隱私、企業商業秘密，確保國家安全。研究制定信息資源跨境流動管理辦法。服務生態文明建設，助力美麗中國建設生態文明是關乎人民福祉和民族未來的長遠大計。要著力破解資源約束趨緊、環境污染嚴重、生態系統退化問題，構建基于信息化的新型生態環境治理體系，加快建設天藍、地綠、水凈的美麗中國。（一）創新資源管理和利用方式開展國家自然生態空間統一確權登記。整合自然生態空間數據，優化資源開發利用的空間格局和供應時序。完善自然資源監管體系，逐步實現全程、全覆蓋動態監管，提高用途管制能力。探索建立廢棄物信息管理和交易體系，形成再生資源循環利用機制。（二）構建新型生態環境治理體系健全環境信息公開制度。實施生態文明和環境保護監測信息化工程，逐步實現污染源、污染物、生態環境全時監測，提高區域流域環境污染聯防聯控能力。推動建立綠色低碳循環發展產業體系，鼓勵有條件地區探索開展節能量、碳排放權、排污權、水權網上交易。利用信息技術提高生態環境修復能力，促進生態環境根本性改善。高清視頻橋接及處理芯片行業發展概況（一）高清視頻橋接芯片簡介隨著視頻應用不斷向高清視頻及超高清視頻技術方向演進，高清數據傳輸需求量不斷增加，并衍生及迭代出不同的高清視頻壓縮格式。不同使用場景及具體類型的設備源和顯示終端通常采用了不同的視頻信號接口及協議，而在視頻信號傳輸過程中必須經過橋接轉換成相同的視頻信號協議。高清視頻橋接芯片即主要應用于設備源與顯示終端之間，按不同視頻的協議標準進行格式轉換，使顯示終端可以接收設備源視頻信號的集成電路。高清視頻橋接芯片是視頻信號從顯示源到顯示終端之間傳輸的橋梁。作為應用在不同視頻接口格式的設備源與顯示終端之間的芯片，視頻橋接芯片根據功能類型可主要分為發送芯片、接收芯片、轉換芯片。其中，發送芯片、接收芯片主要用于高清視頻外部接口，發送芯片通常位于設備源，接收芯片通常位于顯示終端，當前常見的高清視頻外部接口有HDMI、DP等。轉換芯片主要用于高清視頻內部接口，轉換芯片仍位于設備源和顯示終端之間，但設備源和顯示終端位于同一個設備內，當前常見的內部視頻接口有eDP、MIPI、LVDS等。高清視頻橋接芯片實現了高清視頻信號在不同數據格式之間的轉換。左為視頻橋接芯片輸入視頻接口數據流格式，右為視頻橋接芯片輸出接口數據流格式，輸入視頻數據流和輸出視頻數據流雖然數據格式不同，但傳輸前后高清視頻信號數據內容保持不變。高清視頻橋接芯片實現了轉換前后顯示圖像內容的傳輸。左為視頻橋接芯片輸入的數據對應圖像內容，右為視頻橋接芯片輸出的數據對應圖像內容，通過視頻橋接后雖然數據格式發生了變化，但實現了前后橋接前后內容不變的圖像傳輸。（二）高清視頻橋接芯片市場規模高清視頻橋接芯片是視頻產業鏈的重要基礎環節，受益于高清視頻領域的技術迭代和行業發展，高清視頻橋接芯片市場也實現了快速增長。根據CINNOResearch統計，2020年全球高清視頻橋接芯片市場規模約為22．38億元人民幣，隨著下游應用領域的持續發展，預計2025年市場規模將達到55．74億元人民幣，2020-2025年復合增長率約為20．02%。中國大陸高清視頻橋接芯片市場規模略高于全球市場規模同期增速。2020年，中國大陸高清視頻橋接芯片市場規模約8．81億元人民幣，受益于AR/VR、教育及視頻會議、顯示器與商顯等領域的需求持續拉動，2025年中國大陸高清視頻橋接芯片市場規模預計將達到24．13億元人民幣，2020-2025年復合增長率約為22．33%。（三）顯示處理芯片簡介顯示處理芯片是以提升圖像顯示效果為主要功能的視頻處理類芯片，其特點是改變視頻數據和顯示內容。以支持LCD顯示器的處理芯片為例，顯示處理芯片負責把接收到的LCD圖形數據傳輸到驅動器上，并產生相應的控制信號，從而實現圖形的顯示、翻轉、疊加、縮放等一系列復雜的圖形顯示功能。顯示處理芯片與視頻橋接芯片的區別是顯示處理芯片內部包含處理單元，用于處理視頻數據。顯示處理芯片實現了轉換前后顯示圖像內容的效果改善。左圖為顯示處理芯片輸入數據對應的圖像內容，右圖為顯示處理芯片輸出數據對應的圖像內容，經過顯示處理芯片處理后輸出圖像顯示效果實現了提升。（四）顯示處理芯片市場規模作為液晶顯示系統的前端核心芯片之一，顯示處理芯片目前已經實現了廣泛的應用，市場較為成熟穩定。根據CINNOResearch統計，2020年全球顯示處理芯片市場規模約48．42億元人民幣。隨著下游應用的帶動，預計2025年全球顯示處理芯片市場規模將達到55．76億元人民幣，2020-2025年年復合增長率CAGR約2．86%。中國大陸顯示處理芯片市場仍處于發展階段初期，增長速度較快。2020年中國大陸顯示處理芯片市場規模約17．94億元人民幣，受益于AR/VR、教育及視頻會議和商顯及顯示器等領域的需求持續拉動，預計2025年中國大陸顯示處理芯片市場規模將達到30．94億元人民幣，2020-2025年年復合增長率CAGR約11．52%。國家信息化發展的基本形勢人類社會經歷了農業革命、工業革命，正在經歷信息革命。當前，以信息技術為代表的新一輪科技革命方興未艾，互聯網日益成為創新驅動發展的先導力量。信息技術與生物技術、新能源技術、新材料技術等交叉融合，正在引發以綠色、智能、泛在為特征的群體性技術突破。信息、資本、技術、人才在全球范圍內加速流動，互聯網推動產業變革，促進工業經濟向信息經濟轉型，國際分工新體系正在形成。隨著世界多極化、經濟全球化、文化多樣化、社會信息化深入發展，全球治理體系深刻變革，誰在信息化上占據制高點，誰就能夠掌握先機、贏得優勢、贏得安全、贏得未來。發達國家持續推動信息技術創新，不斷加快經濟社會數字化進程，全力鞏固領先優勢。發展中國家搶抓產業鏈重組和調整機遇，以信息化促轉型發展，積極謀求掌握發展主動權。世界各國加快網絡空間戰略布局，圍繞關鍵資源獲取、國際規則制定的博弈日趨尖銳復雜。加快信息化發展，建設數字國家已經成為全球共識。目前，我國網民數量、網絡零售交易額、電子信息產品制造規模已居全球第一，一批信息技術企業和互聯網企業進入世界前列，形成了較為完善的信息產業體系。信息技術應用