未来芯片发展方向？

ISP（Image Signal Processor）芯片目前广泛应用在我们每个人的智能手机当中，主要是对图像传感器采集的信号进行处理，最终得出经过线性纠正、噪点去除等处理后的结果，对画面做不同程序的增强和改善，直接影响画质的优劣。

当然，除了消费类产品和嵌入式设备外，其应用领域也包含智能驾驶、安防监控等众多领域，可以说图像信号的获取和处理的需求广泛存在。一般来说ISP 是集成在AP 里面，提升厂商差异化竞争力。但是随着需求的变化，独立的ISP开始出现，实现更灵活配置的同时，弥补了AP 芯片内ISP 功能的不足，ISP 芯片的重要性日益显著。

以前传统的成像设备都是基于“人眼看图像”在做研发，如今，通过机器识别图像的视觉时代开始了。在行业发展背景和趋势下，安谋中国研发团队经过多年缜密调研及精心打磨，于近日推出了全新“玲珑”i3/i5 ISP处理器。

安谋中国产品研发常务副总裁刘澍向与非网等媒体介绍道，“玲珑” i3/i5 ISP处理器特别针对安防监控场景对图像的需求进行了优化，有针对性地提升了降噪、动态范围、清晰度等主要指标，具有高画质、低延时、高兼容性、易扩展、面积精简和低系统带宽等特点，该款ISP处理器可广泛适用于安防监控、AIoT及智能汽车等领域的视频、图像处理工作，满足不同场景的数据处理需求。

从视频监控到人工智能，从人脸识别到无人驾驶，面对应用场景越来越丰富，对图像处理器带来很多挑战。从过去大家更多地关注拍照效果，到未来摄像头无处不在，不仅是手机、车载、安防监控，也将出现在各种家居场景中，图像处理迎来了场景性问题。此外，由于图像效果需要镜头、ISP、AI等很多不同技术的协同融合，不同技术搭配也会产生不同的效果。这使得各种不同场景的需求对ISP提出了更高的要求。

刘澍表示，“依照不同场景的数据处理需求，’玲珑’ ISP处理器划分为多个系列产品。此次发布的i3系列主要针对低功耗的轻量级应用场景，支持2K视频处理及单路视频信号接入处理；i5系列主打中高端市场应用，支持4K视频及多路视频信号接入处理。”

目前，“玲珑” i3 / i5 ISP处理器均已可向客户交付。未来，“玲珑”ISP处理器还将推出更多差异化的产品系列，全面覆盖市场。

国产半导体IP窘境

半导体IP（Intellectual Property）指在集成电路设计中，经过验证的、可重复使用且具备特定功能的集成电路模块，能够帮助降低芯片开发的难度、缩短芯片的开发周期并提升芯片性能，是集成电路产业链上游关键环节。通常由第三方开发，主要客户是设计厂商。

半导体IP大致分为处理器IP、接口IP和物理IP三类，其中处理器IP占据半导体IP市场主要份额。处理器IP是一种数字电路，用于完成取指令、执行指令及与外界存储器和逻辑部件交换信息等操作，主要包括中央处理器IP（CPU IP）、图形处理器IP（GPU IP）、神经网络处理器IP（NPU IP）、视频处理器 IP（VPU IP）、数字信号处理器 IP（DSP IP）、图像信号处理器 IP（ISP IP）六大类。

据市场分析公司IPnest数据，2019年全球半导体IP市场规模约39.4亿美元，同比增长5.2%;其中前十大供应商合计占比78.1%，大多数业内耳熟能详的Arm、Synopsys、Cadence、imagination等IP企业多为美国和英国公司，大陆只有芯原股份一家企业位列top10榜单。

分析全球巨头的发展可见，聚焦细分领域做强+推出新产品/外延并购是实现增长的主要策略。国外企业大者恒大的格局背后，则是中国绝大部分芯片高度依赖海外IP授权的现实，反映出中国在IP市场不高的话语权。

当前国产IP的产业影响力相对较小。目前中国大陆仅有芯原股份、寒武纪、华大九天、橙科微、IP Goal和Actt等少数几家IP厂商。从各家业务情况可以看出，国内厂商目前提供的主要是接口IP，处理器IP产出较少。但近年来国产厂商在AI方面进展较快，以寒武纪为代表的国内厂商在NPU IP方面已有了较强的影响力；地平线的BPU IP产品亦表现不俗。

但总体来说，国内的IP产业依然较为薄弱，IP公司整体规模较小，在高端领域缺乏话语权，特别是CPU方面，还有待突破。

安谋中国本次最新推出的“玲珑”i3/i5就属于ISP IP，作为中国领先的集成电路产品的IP开发与服务平台，安谋中国依托Arm世界领先的生态系统资源与技术优势，立足本土产业创新与客户支持。

刘澍表示，“玲珑”ISP处理器属于安谋中国最新推出的“玲珑”多媒体产品线，由安谋中国本土团队自主研发，是继“周易”、“星辰”、“山海”之后第4条自主IP产品线，“玲珑”ISP 处理器的推出进一步完善了安谋中国在芯片设计IP领域的业务布局，提升了安谋中国对本土客户快速响应、全面支持的技术保障能力，更好地支撑了安谋中国赋能本土创新、支持中国芯片产业发展的战略理念。

国内半导体IP薄弱的背后是中国天然缺乏IP基因的无奈。若要突破，不仅技术上需要时间和资金投入，还需要考虑市场、兼容性和差异性等方面的问题。

安谋中国这次推出的“玲珑”系列，与Arm的Mali C系列ISP处理器之间有何差异？刘澍指出，Arm的Mali C系列产品线主打高端市场，是目前唯一通过车规认证的ISP产品; 而“玲珑”ISP产品则锁定中国市场，主要是展现多场景、高效能的特点。由于两者都是经过Arm Cortex框架认证，未来使用Arm的ISP客户要转移到“玲珑”ISP，预计迁移的成本不会太高。

另一个特点是，安谋中国做每一款处理器IP时，都会强调客户的可配置化、可订制性，如之前的“星辰”CPU有用户自定义指令集、“周易”AIPU会有人工自定义的算子，这款”玲珑”ISP产品也不例外。据了解，“玲珑”ISP在各个领域给了客户一定的选择的空间，甚至还配备了一些客户定制的接口，从而帮助客户达到两方面的目的：第一、使他们的产品有更多的差异化。第二、使他们可以在不同的应用场景、传感器、模组、光线以及周边环境等条件下，能够有更大的可扩展、可定制空间，做出非常有特色的产品。

谈到与竞争对手的优势，刘澍进一步强调，除了ISP处理技术之外，“玲珑”多媒体IP中未来还会包含VPU，将与安谋中国和Arm的CPU、GPU、AI、Display等IP产品系列形成系统协同的解决方案。从一个视频流到ISP的输入，再到GPU的处理、VPU解析、AI在里的分析和运算，到最后的解析和输出，整个数据流在SoC里面是个非常复杂的过程，单靠一个单点产品在今天已不是对视频处理的最佳方式。

因此，安谋中国定义整个系统产品时，考虑的不仅是单点技术，更多是如何通过系统整合，提供完整的优化方案。近年来安谋中国的IP产品阵列日益丰富，如今已包括“周易”AIPU、“星辰”CPU、“山海”安全平台、“玲珑”ISP处理器，既考虑整体图像处理流程的IP产品设计，同时叠加了广大应用所关心的安全

未来芯片的制造肯定是通过多个渠道去研究去考虑的，但是归根结底都是为了在一个固定的区域内刻画出更多有效运转的，当然现在这个要求就已经很高很高了，但是未来想要做更多的突破，就凭现在的这个光刻机的技术显然是不够的，我们国内其实还不用考虑那么多，现在国内考虑两纳米之后的路怎么走，只能说是一个美好的前瞻，因为现在国内的这个芯片制造技术在保证成功率控制成本的情况下，七纳米的都做不到，更何况是更高精度的呢，这个还有很远很远的路。

摩尔定律让我们可以预料到未来CPU发展的大致情况。毫无疑问，高性能、低能耗、高速度和低成本是未来的发展方向。