2021年DSP芯片需求增長迅速 中國DSP芯片行業(yè)供求分析

• 2021年7月1日 ZhouXun來源：中研網(wǎng)整理 358 16
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DSP即數(shù)字信號處理技術(shù)，DSP芯片即指能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字信號處理技術(shù)的芯片。DSP芯片是一種快速強(qiáng)大的微處理器，獨(dú)特之處在于它能即時(shí)處理資料。DSP芯片的內(nèi)部采用程序和數(shù)據(jù)分開的哈佛結(jié)構(gòu)，具有專門的硬件乘法器，可以用來快速的實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法。

DSP即數(shù)字信號處理技術(shù)，DSP芯片即指能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字信號處理技術(shù)的芯片。DSP芯片是一種快速強(qiáng)大的微處理器，獨(dú)特之處在于它能即時(shí)處理資料。DSP芯片的內(nèi)部采用程序和數(shù)據(jù)分開的哈佛結(jié)構(gòu)，具有專門的硬件乘法器，可以用來快速的實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法。在當(dāng)今的數(shù)字化時(shí)代背景下，DSP己成為通信、計(jì)算機(jī)、消費(fèi)類電子產(chǎn)品等領(lǐng)域的基礎(chǔ)器件。

DSP芯片的誕生是時(shí)代所需。20世紀(jì)60年代以來，隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并得到迅速的發(fā)展。在DSP芯片出現(xiàn)之前數(shù)字信號處理只能依靠微處理器來完成。但由于微處理器較低的處理速度不快，根本就無法滿足越來越大的信息量的高速實(shí)時(shí)要求。因此應(yīng)用更快更高效的信號處理方式成了日漸迫切的社會需求。

2020年8月國務(wù)院印發(fā)的《新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》提出，中國芯片自給率要在2025年達(dá)到70%。被稱為國產(chǎn)芯片“四大件”的CPU、GPU、FPGA、DSP無論對于國產(chǎn)芯片自給率的提升還是解決高端芯片“卡脖子”問題都意義深遠(yuǎn)。

隨著DSP芯片行業(yè)下游行業(yè)的快速發(fā)展，對DSP芯片的需求增長迅速。2020年，我國DSP芯片市場規(guī)模達(dá)到136.92億元，相比2019年同比增長9.7%。

DSP芯片行業(yè)主要應(yīng)用領(lǐng)域分別是通信領(lǐng)域、計(jì)算機(jī)領(lǐng)域和消費(fèi)電子自動控制領(lǐng)域，通信領(lǐng)域2020年DSP芯片市場規(guī)模為76.81億元，計(jì)算機(jī)領(lǐng)域2020年DSP芯片市場規(guī)模為28.97億元，消費(fèi)電子和自動控制領(lǐng)域DSP芯片市場規(guī)模為14.64億元，平均年增速為10%。

目前，市場上所銷售的DSP器件中，占據(jù)主流產(chǎn)品的依然是16位的定點(diǎn)可編程DSP器件，隨著DSP定點(diǎn)運(yùn)算器件成本的不斷低，能耗越來越小的優(yōu)勢日漸明顯，未來定點(diǎn)DSP芯片仍將是市場的主角。

中國DSP芯片行業(yè)供求分析

第一節(jié) DSP芯片行業(yè)國內(nèi)市場需求分析

一、DSP芯片行業(yè)需求規(guī)模

DSP芯片在民用信息領(lǐng)域市場空間巨大。

DSP芯片支持通信、計(jì)算機(jī)和消費(fèi)類電子產(chǎn)品的數(shù)字化融合。在無線領(lǐng)域DSP遍及無線交換設(shè)備、基站和手持終端;在網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，DSP涵蓋從基礎(chǔ)設(shè)施到寬帶入戶設(shè)備，包括IP網(wǎng)關(guān)和IP電話和電纜調(diào)制解調(diào)器等。隨著中國數(shù)字消費(fèi)類產(chǎn)品需求的大幅增長，以及DSP對數(shù)字信號高速運(yùn)算與同步處理能力的提高，DSP的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒅饾u從移動電話領(lǐng)域擴(kuò)展到新型數(shù)字消費(fèi)類領(lǐng)域，從而應(yīng)用領(lǐng)域橫跨3C，且分布將日趨均衡。

DSP芯片在智能手機(jī)中扮演重要角色。DSP芯片可以為移動電話帶來更好的語音、音頻、圖像體驗(yàn)，可以極大提升手機(jī)單項(xiàng)功能的能力，讓手機(jī)運(yùn)行速度更快。由于DSP具有強(qiáng)大的計(jì)算能力，使得移動通信的蜂窩電話迅速崛起，并創(chuàng)造了一批諸如GSM、CDMA等全數(shù)字蜂窩電話網(wǎng)。同時(shí)DSP芯片是移動電話等電子產(chǎn)品更新?lián)Q代的重要決定因素。工信部數(shù)據(jù)顯示，自2017年起中國電話用戶數(shù)量逐年增加，2019年中國電話用戶數(shù)量達(dá)17.92億戶，較2018年增加了0.44億戶，同比增長2.5%，2020年較2019年有所下滑，2020年中國電話用戶數(shù)量為17.76億戶，較2019年增加了0.16億戶，同比減少0.9%。移動電話需求量的穩(wěn)步上升將引致DSP芯片等集成電路的大量需求。

二、DSP芯片行業(yè)需求結(jié)構(gòu)

移動寬帶需求量與DSP需求量呈正向變動?；贒SP的ADSL和HFC作為兩種最常用的寬帶接入技術(shù)，同時(shí)，基于DSP的通用系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)無線接入點(diǎn)通信系統(tǒng)，具有較好的開放性，配置靈活，可擴(kuò)展性強(qiáng)，因此移動寬帶需求量與DSP需求量呈正向變動。截至2020年6月末，三家基礎(chǔ)電信企業(yè)的移動電話用戶總數(shù)達(dá)15.95億戶，同比增長0.6%。其中4G用戶數(shù)為12.83億戶，同比增長4.2%，在移動電話用戶總數(shù)中占比為80.4%，占比較一季度提高0.2個(gè)百分點(diǎn)。

固定寬帶接入用戶向高速率遷移，百兆接入用戶占比逐步提升。截至2020年6月末，三家基礎(chǔ)電信企業(yè)的固定互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入用戶總數(shù)達(dá)4.65億戶，同比增長7%，比2019年末凈增1573萬戶。其中，光纖接入(FTTH/O)用戶4.34億戶，占固定互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入用戶總數(shù)的93.2%。100Mbps及以上接入速率的固定互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入用戶達(dá)4.04億戶，占總用戶數(shù)的86.8%，占比較一季度提高1.5個(gè)百分點(diǎn);隨著千兆寬帶服務(wù)推廣加快，1000Mbps及以上接入速率的固定互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入用戶達(dá)267萬戶，比上年末(87萬戶)凈增180萬戶。隨著移動寬帶的普及推廣未來DSP市場需求可期。

IPTV等數(shù)字消費(fèi)類產(chǎn)品的需求日益擴(kuò)張，新型數(shù)字消費(fèi)領(lǐng)域DSP芯片未來市場需求可期?；贒SP+FPGA的網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)方案可以將數(shù)字電視信號轉(zhuǎn)換為組播信號，實(shí)現(xiàn)有線電視業(yè)務(wù)與電話語音業(yè)務(wù)、計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的融合。近年來，國家大力出臺扶持政策、加快培育新興IPTV、物聯(lián)網(wǎng)、智慧家庭等業(yè)務(wù)。2020年IPTV用戶數(shù)量已突破3億，用戶滿意度與信任度超90%。

三、DSP芯片行業(yè)區(qū)域市場

隨著DSP應(yīng)用市場的不斷拓展，包括通信、醫(yī)療、汽車、工業(yè)、新能源在內(nèi)的諸多細(xì)分行業(yè)都會對DSP芯片提出新的要求。為滿足這些需求，企業(yè)在產(chǎn)品規(guī)劃上結(jié)合自身DSP技術(shù)和數(shù)字邏輯、模擬電路的優(yōu)勢，針對相應(yīng)的細(xì)分市場推出合適的產(chǎn)品。

第二節(jié) DSP芯片行業(yè)國內(nèi)市場供給分析

一、DSP芯片行業(yè)供給規(guī)模

在2020年8月國務(wù)院印發(fā)的《新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》提出，中國芯片自給率要在2025年達(dá)到70%。被稱為國產(chǎn)芯片“四大件”的CPU、GPU、FPGA、DSP無論對于國產(chǎn)芯片自給率的提升還是解決高端芯片“卡脖子”問題都意義深遠(yuǎn)。

而RISC-V指令集不僅可以用于CPU，全球首款基于RISC-V指令集的DSP(Digital Signal Processor，數(shù)字信號處理器)將在2021年3月底量產(chǎn)，該芯片來自中國初創(chuàng)公司中科昊芯。

圖表：208-2021年中國DSP芯片供給產(chǎn)量(億顆)

資料來源：中研普華

2018年我國DSP芯片產(chǎn)量只有0.59億顆，近些年隨著我國自主研發(fā)的突破，中科昊芯研發(fā)的DSP芯片在2021年將進(jìn)行量產(chǎn)，預(yù)測2021年DSP芯片產(chǎn)量將達(dá)到1.1億顆。

二、DSP芯片行業(yè)供給結(jié)構(gòu)

中科昊芯是全球第一家用RISC-V指令集設(shè)計(jì)DSP的公司。2021年3月底就會量產(chǎn)兩個(gè)系列的DSP，都是面向工業(yè)自動化市場。

中科昊芯之所以敢率先選擇RISC-V設(shè)計(jì)DSP，除了其團(tuán)隊(duì)有成功研發(fā)多款處理器的經(jīng)驗(yàn)，還因?yàn)镽ISC-V是解決國產(chǎn)DSP兩大挑戰(zhàn)的好選擇。DSP是一類嵌入式通用可編程微處理器，最大的優(yōu)勢是能夠?qū)崟r(shí)高速處理數(shù)字信號，且比CPU、GPU、FPGA功耗更低，廣泛應(yīng)用于通信、計(jì)算、消費(fèi)電子和自動控制等領(lǐng)域。

DSP主要有兩種形式，一種是單芯片，另一種是通過IP或模塊集成到SoC。國產(chǎn)單芯片DSP有一些市占率，在DSPIP領(lǐng)域國產(chǎn)化率幾乎為零。

國產(chǎn)DSP在某些特殊領(lǐng)域的國產(chǎn)化率已經(jīng)達(dá)到80%以上，但這些特殊領(lǐng)域占DSP整體市場的份額不到5%，其它領(lǐng)域國產(chǎn)DSP自給率不足10%。

為了讓用戶比較方便的切換，中科昊芯也做了很多工作，包括開發(fā)環(huán)境，界面以及接口等，通過編譯器和提供足夠多的庫，用戶基本不用改變習(xí)慣就能非常容易地切換到中科昊芯的DSP，而且成本很低。

先以用戶熟悉的方式切換到國產(chǎn)DSP芯片，再逐漸去提升性能，從中低端市場切入，一步步發(fā)揮出優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)芯片的高端替代。以中科昊芯為代表的國產(chǎn)DSP芯片公司找到了一條不錯(cuò)的國產(chǎn)替代路線，但突破挑戰(zhàn)不小，也需要耐心。

三、DSP芯片行業(yè)區(qū)域分布

圖表：2020年中國DSP芯片行業(yè)企業(yè)區(qū)域格局

資料來源：中研普華

我國DSP芯片行業(yè)企業(yè)主要分布在華東、華南、華北、東北地區(qū)，未來隨著西部開發(fā)，產(chǎn)業(yè)逐漸向中西部轉(zhuǎn)移。

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