摘要:TI公司产品在我国占据市场份额的80%左右,ADI公司居第2位,在这些公司的帮助下,国内DSP逐渐发展。据统计,截至2022年我国DSP芯片行业市场规模约为167.02亿元。
一、定义及分类
DSP芯片,也称数字信号处理器,是一种具有特殊结构的微处理器。DSP芯片的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,可以用来快速地实现各种数字信号处理算法。DSP芯片型号多种多样,分类也有很多种方法。按基础特性分为静态DSR芯片和一致性DSP芯片;按用途分为通用DSP芯片和专用DSP芯片;按DSP芯片处理的数据格式分为定点DSP芯片和浮点DSP芯片。

二、行业政策
政策对DSP芯片产业的发展有着重要的影响,近年来我国颁布一系列DSP芯片行业发展利好政策,支持DSP芯片产业的发展。政策主要包括提供税收优惠、财政补贴、资金支持等经济激励措施,吸引投资和扶持创新企业。政府还会建立产业园区和孵化基地,提供研发机构、实验室等基础设施支持,加大对DSP芯片领域人才的培养和引进力度,通过高校、研究机构和企业合作,推动人才培养计划和人才交流项目,提高人才的专业化技术水平和创新能力。近年来我国DSP芯片行业相关政策主要有《鼓励外商投资产业目录(2022年版)》《制造业可靠性提升实施意见》《电子信息制造业2023—2024年稳增长行动方案》《产业结构调整指导目录(2024年本)》等。
三、发展历程
20世纪60年代以来,随着计算机和信息技术的飞速发展,数字信号处理技术应运而生并得到迅速地发展。在DSP芯片出现之前数字信号处理只能依靠微处理器来完成。但由于微处理器较低的处理速度不快,根本就无法满足越来越大的信息量的高速实时要求。因此应用更快更高效的信号处理方式成了日益迫切的社会需求。
20世纪70年代,DSP芯片的理论和算法基础已成熟。但那时的DSP仅仅停留在教科书上,即使是研制出来的DSP系统也是由分立元件组成的,其应用领域仅局限于军事、航空航天部门。1982年世界上诞生了第一代DSP芯片TMS32010及其系列产品。这种DSP器件采用微米工艺NMOS技术制作,虽然功耗和尺寸稍大,但运算速度却比微处理器快了几十倍。DSP芯片的问世是个里程碑,它标志着DSP应用系统由大型系统向小型化迈进了一大步。至80年代中期,随着CMOS工艺的DSP芯片应运而生,其存储容量和运算速度都得到成倍提高,成为语音处理、图像硬件处理技术的基础。
四、行业壁垒
1、技术壁垒
芯片作为电子产品的核心部件,对可靠性、稳定性、集成度等性能指标有较高的要求。一款芯片在批量生产前需要进行多次研发调试、测试及送样,研发周期较长,成本较高,对技术要求较高。同时,芯片设计涉及电路、软件等多方面的知识,芯片设计企业需要熟练掌握各种元器件的应用特性和配套的软硬件技术,也需要熟悉产品应用的技术背景、系统集成接口、生产工艺、现场环境等各种关键特性,均对技术水平提出了较高要求。因此,DSP芯片行业存在一定的技术壁垒。
2、知识产权壁垒
DSP的发展相对比较封闭,既不开源,也不会采用授权模式,导致会有很高的知识产权壁垒。巨头们的DSP指令集都各不相同,并且不对外授权,国产DSP想要自己定义一套指令集的难度不大,但仅凭一己之力很难构建一整套工具链和生态。
3、人才壁垒
芯片行业是典型的技术密集型行业,对研发人员的专业素养、行业经验皆具有极高的要求。由于相关产业人才培养周期长且分工明确,从外部招聘或从内部培养合格的研发团队皆需要较高的成本。核心技术团队竞争力不足将严重掣肘企业的芯片设计能力及效率,导致在激烈的性能、价格比较中缺乏竞争力,从而影响企业盈利能力。因此,专业、稳定的工程师团队是保证企业持续健康发展的重要保障。因此,DSP芯片行业存在一定的人才壁垒。
4、客户壁垒
芯片产品的性能对终端产品的质量、客户体验具有重要影响,因此,终端客户对于产品中所用芯片的一致性、稳定性具有极高的要求,同时对供应商设置较高门槛且审核周期多达一年甚至更长,选择供应商则倾向于长期合作。因此,企业若能够进入核心客户的供应商体系,则能够取得相较于其他竞争对手的比较优势。因此,DSP芯片行业存在一定的客户壁垒。
5、供应链资源壁垒
集成电路设计企业多采取Fabless模式,主要供应商为晶圆和封测厂商。其中,晶圆供应商由于对资金及设备要求极高,集中度高,议价权大。尤其在产能紧张时,会根据芯片设计企业的需求、实力等因素安排生产,故若芯片设计企业的订单未能如期获得晶圆厂商的生产安排,将导致产品交付延期,造成现金流趋紧等一系列问题。良好的供应链关系及资源是集成电路设计企业正常运营、产品按时交付的重要保证。因此,DSP芯片行业存在一定的供应链资源壁垒。
6、资金壁垒
为满足客户差异化需求,紧跟市场变化,进而保持技术的先进性、工艺的领先性和产品的市场竞争力,企业需进行持续的研发投入。一款芯片从设计到成功量产需要投入高额的人力成本的资金费用,若无足够的资金实力维持高额的各类研发支出,新进入者则无法和已取得一定市场份额的优势企业进行有力的竞争。因此,DSP芯片行业存在一定的资金壁垒。
五、产业链
DSP芯片上游原材料包括芯片设计、半导体材料、半导体设备等;中游为DSP芯片制造业,下游主要应用于通信、消费电子、军事、航空航天、仪器仪表等领域。DSP是由通用计算机中的CPU演变而来的,和工业控制计算机相比,DSP这种单片机具有多重优势:一是系统结构简单,使用方便,实现模块化;二是可靠性高,可保持长时间无故障工作;三是处理功能强,速度快;四是控制功能强;五是环境适应能力强。从DSP芯片下游应用结构来看,通信领域具有较高的技术要求,单颗价值量相对较大,同时市场需求量也保持在较高的水平,其市场占比较为稳定,总体处于增长态势。
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