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中兴事件之痛—反思我国安防监控领域“核芯”之殇

3月7日,美国商务部认为中兴非法将美国制造的高科技产品出口给伊朗,包括中兴和三家子公司在内的四家公司被列入出口黑名单,下达了相应的出口限制令。因事件期间恰逢美国换届大选和中国两会,且事件由头是好几年前的事情,一般认为中兴此次完全是“躺枪”,成为美国大选中的“牺牲品”。
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  中兴事件回顾

  3月7日,美国商务部认为中兴非法将美国制造的高科技产品出口给伊朗,包括中兴和三家子公司在内的四家公司被列入出口黑名单,下达了相应的出口限制令。因事件期间恰逢美国换届大选和中国两会,且事件由头是好几年前的事情,一般认为中兴此次完全是“躺枪”,成为美国大选中的“牺牲品”。

  事情后续的发展峰回路转,出乎所有人的预料:先是中美两国商务部表示正在与中兴磋商,寻求进一步解决办法,到3月下旬基本已经确定将会解除之前宣布的对中兴的严厉惩罚,尽管这仅是“有条件的暂时解除”。

  这次事件,其实折射出了更深层次的意义:未来国家和国家之间的较量,已经不太可能是单一的政治较量,而是经济、科技等综合实力的较量。此次事件似乎中兴是主角,但本质上是中美在背后的较劲。尽管我们已经把手机做得如此牛X了,但事实上在很多关键技术上确实对美国等国家有非常强的依赖,国内连像样的可替代供应商几乎都没有。正因为如此,美国才有底气、也有实力说制裁就制裁。

  华丽的外衣下,“缺芯少魂”是中国最大硬伤

  如果说“中国威胁论”在科技领域与通信行业引起了美国的担忧,是有道理的。因为近年来,中国确实在这些领域迅速崛起,拿到了多项“第一”:

  2013年,联想成为全球第一大个人电脑供应商;2014年,华为成为全球第一大通信设备制造商;2015年,全球智能手机TOP10品牌中有7席来自中国;2016年世界移动通信大会上,中国移动宣布建成全球规模最大的4G网络,覆盖人口超12亿。

  如此惊人的发展速度,却多是组装、销售和渠道关系的成绩,少有自主研发与创新成果。也就是说,在核心技术领域,中国依然落后。若没有欧美核心技术支持,因其许多高端硬件芯片均来自高通、英特尔、IBM以及其他欧美公司等。以上成绩当中,许多都会成为泡影。“缺芯少魂”是中国最大的硬伤。(芯指芯片,魂指软件系统)

  此外,还有一件更重要的事情需要思考。中国在核心芯片、操作系统等关键领域还不够强,如果遭到美国等发达国家制裁,我们自身的发展也会受到很大影响,在这种局面不打破的情况下,今天可以是中兴通讯,明天就可以是联想、华为、海康等,主动权没有掌握在我们手中,我们只能看人家脸色行事。

  我国安防监控领域现状

  一方面,随着我国经济建设的高速发展,平安城市建设如火如荼,我国安防监控市场近年来也持续快速发展,市场规模已经处于全球领先地位;另一方面,安防监控是治安反恐、交通和城市治理等领域的关键系统,对保障国家和社会稳定具有重大意义,由于核心技术和标准的缺乏,我国监控产业长期发展受到很多限制——视频监控安全和应用功能叠加于国外标准之上,因为知识产权的原因难以形成自主标准,未来向新标准的过渡和延续也无法保证。

  SVAC国家标准-专为安防监控而生

  SVAC 国家标准,即《安全防范监控数字视音频编解码技术要求》,国标编号GB/T 25724-2010作为视频监控系统的基础标准,解决目前视频监控系统中“应用难深入、安全缺保障、标准难统一,自主知识产权”等一系列核心问题,为城市社会治安综合防控体系的建设提供强有力的技术支撑。

  目前,安防监控产业主流的编解码标准依然是H.264,是面向广播电视和大众娱乐等领域的编解码技术,不是针对安防监控所开发,对视频监控存在较大的不适应性。且该国际编码标准涉及大量的核心技术、专利、知识产权等掌握在欧美等公司手中,在知识产权等领域存在诸多隐患。斯诺登事件爆发,直接粉碎了“我们是安全的”幻想,我国视频信息安全存在极大风险。

  SVAC国家标准,即《安全防范监控数字视音频编解码技术要求》,英文名为Technical Specification of Surveillance Video and Audio Coding(简称SVAC),国标编号为GB/T 25724-2010。这是一部我国安防监控领域的一项基础性关键技术标准,在公安部、工信部、国标委的领导和支持下,中星微电子集团与公安部第一研究所牵头、联合国内40多家产学研用单位、历时3年制定的具有我国自主知识产权、技术达到世界领先水平的SVAC国家标准。

  SVAC国家标准定义了信源加密和基于数字证书的视频认证规范,不仅可保障视频在传输和存储过程中的安全,还可对视频的完整性进行验证;是视频监控信息安全体系的基础标准。

  H.264等标准针对传播媒体应用制定,无法体现监控业务需求,监控业务特性不强。SVAC实现了音视频、物联网、图像智能分析和大数据处理技术的融合,赋予监控前端多维感知和音视频数据结构化处理能力,并为视频智能分析的深化应用提供了技术手段和标准支持——采用SVAC监控专用信息功能,可在视频中插入各类信息,插入人脸识别信息可实现人脸与人员的精确对应;插入以银行卡为代表的各类卡证信息(身份证、一卡通 、门禁)可实现刷卡人与视频的精确对应;插入车辆信息可实现车辆与视频的精确对应,这样在平台端进行实时预览或者查询录像时,这些监控专用信息和对应的视频片段就建立了紧密的关联。可以通过比对人脸图片、查询卡证、车牌等信息,实现海量视频信息的快速、精确检索和定位,充分发掘视频录像的高效利用价值。

  SVAC发展现状

  SVAC标准从颁布至今,已经历整整5年。然而,SVAC的推广之路走得并不轻松。长久以来,国内视频监控企业已习惯了采用H.264等国外标准,近期又跟着网络媒体的节奏往H.265方向发展。面对新的国家标准,很多公司持观望态度;因为对于新生事物而言,研发投入大,市场不确定,甚至可能失去竞争优势。

  直到2013年初,推广SVAC标准的企业并不多,按SVAC标准研制的产品还屈指可数。除了参与起草标准的几家企业外,别的企业几乎看不到这方面的产品或技术出现。

  值得庆幸的是,这一标准的推广并未被困难阻住,执着最终换来转机。 党和国家领导人对SVAC国家标准发展非常重视,多次关注并进行相关批示;公安部在《全国公安机关视频图像信息整合与共享工作任务书》中(公科信2012第11号文)中明确要求采用SVAC国家标准。工信部出台了《关于进一步支持SVAC国家标准产业化和推广应用的意见》。同时,2014年公安部第一研究所与中星微集团签署合作协议,进一步推进SVAC标准产业化,双方在SVAC国家标准相关核心芯片、安全方案、系统推广等方面展开深度合作,进一步推进SVAC标准的产品、系统在视频监控领域的应用和产业化进程。

  从2013年下半年起,SVAC标准获得了突破式发展:山西、广东等省陆续出台政策要求在公共视频监控项目中推广SVAC标准;SVAC联盟成员扩展到近80家,覆盖行业主要企业和研发结构;太原在全国率先建成以SVAC标准为基础的大规模平安城市系统。截止到目前,采用SVAC标准的市级平安城市系统已经有近30个项目案例,分布在10个省份。

  中国安防产业之“殇”——世界最大的安防市场,世界最大的整机组装工厂

  随着我国经济建设的高速发展,平安城市、智能交通、平安校园、社区等等,安防监控项目建设如火如荼,我们有着全世界最大规模的安防监控市场。而作为IPC的核心,感光器件、图像处理和编解码三大核心芯片,依然是国外厂家的天下。

  扒开国内各大主流安防监控厂商IPC华丽的机身外壳,看看里边的核心芯片,充斥着SONY、德州仪器(TI),安霸(Ambarella),恩智浦(NXP),升迈(GrainMedia),Nextchip等公司的各种芯片。繁荣的市场背后,是核心芯片、专利、知识产权等核心技术的严重匮乏,我们引以为傲的主流安防监控厂商只是世界的整机组装工厂。

  互联网我们有BAT可以和facebook/google过过招,电子整机有华为中兴可以对抗思科爱立信,IT行业里面为什么独独集成电路,没有能跟美国抗衡的能力呢?这还要从IC设计产业的特点来说。IC设计相对于互联网和整机设备,有两个重要特点,试错成本高和排错难度大。互联网做一个app,你可以一天出一个版本,有些bug没关系,第2天就可以修复,试错和修改的成本几乎为零。整机硬件的电路板设计周期在1天到1个月之间,生产周期在3天到2周之间,出了错重新投板费用在几百到几千之间,最多数万块钱。而IC设计,不算架构设计,从电路设计开始,到投片,最少要半年时间。投片送到工厂加工生产,一般要2个月到3个月。最重要的是一次投片的费用最少也要数十万元,先进工艺高达一千万到几千万。如此高的试错和时间成本对一次成功率的要求极高,不得不把流程拖长,反复验证,需要多个工种密切配合,团队中一个人出错,3个月后回来的芯片可能就是一块儿石头。修改一轮,又三个月出去了。

  与试错成本高并存的是排错难度大。互联网编个软件,调试起来几乎可以在程序任意地方设断点,查看变量当时的状态或者打出log。硬件电路板上,几乎任何一根信号线可以拉到示波器上看波形。而一颗手指甲盖大小的芯片,里面有上亿个晶体管,而最终能在电路板上测量到的信号线却只有十几根到几百根。如何根据这少得可怜的信息,推理出哪个晶体管设计错误,难度不言而喻。

  我们一直在努力,从未放弃

  秉承中星微电子的意志,中星电子从成立之初就肩负“星光中国芯”使命、并坚持走自主创新的道路,致力于安防监控领域核心技术的开发及产业化应用。至今,成功研发了一系列具有自主知识产权的核心技术和产品,可为用户提供基于SVAC的完整的城市级智能监控解决方案和全部自主知识产权软硬件产品。

  我们的成就

  2008年,中星微集团作为组长单位参与制定SVAC国家标准 ;

  2009年,发布城市级大型视频监控平台,《ViSS融合视频监控系统》;我们实施的最大网络视频安防监控项目在网容量已经超过11万线。

  2010年,发布国内首款自主人脸抓拍视频分析算法及产品;

  2011年,作为SVAC标准制定组长单位之一,中星电子2011年就推出了全球第一款SVAC编解码专用芯片”SVAC一号”, 并发布SVAC摄像机、编码器等产品;国内外多家主流厂商采用该芯片研发了一系列SVAC高清、智能监控产品;

  2012年,发布全球首款星光级超低照度感光芯片及图像处理芯片,并推出全球首台1080P星光高清网络摄像机,技术达到世界领先水平。星光级产品的出现,首次实现了超低照度下的全彩图像呈现,并且流畅、清晰、无拖尾,使得夜间监控如同白天,清晰明亮!随着星光级产品在各地平安城市项目中的广泛应用,受到用户的一致好评。

  2013年,中星电子推出城市立体化视频监控系统和公安实战应用平台《ACME视频综合应用平台》;中星电子根据对公安业务的深入研究及实战需要,开发了城市立体化视频监控指挥系统,实现了城市主管部门对视频资源的立体化管控,该系统可实现高低卡三位一体联动指挥,可直观、快速的进行图像漫游、追踪、定位、轨迹分析、录像接力追踪等操作。为公安部门事前防控、事中打击、事后研判提供了强有力的科技支撑。

  2014年,发布第二代星光级感光芯片及图像处理芯片,综合性能比第一代提升25%;

  2015年,中星电子再次发布最新一代超强智能SVAC芯片,支持10bit 编码和更复杂的智能分析算法;基于该芯片推出了全球首款10bit智能感知摄像机,支持10.7亿色,能够呈现出64倍于普通高清监控摄像机的色彩数量。因此,图像中可以保留更多细节,使得人脸识别等智能分析准确率更高,且图像效果更加生动、细腻、层次感更强,尤其是场景动态范围较大的情况,可以获取更多的图像信息。


  我国安防自主核心技术的发展,需要更多的支持和理解

  虽然,我们有了自主SVAC国家标准、以及中星电子、华为海思在安防芯片研发领域取得了一些成绩。但是,我们也需要清楚的认识到:在安防芯片研发领域,我们毕竟起步晚、积累还不够。这都致使我们的芯片与美国主流芯片相比还是有些差距,而这种差距目前正在慢慢缩小,发展民族自主核心技术,需要政府、整机厂商以及最终客户更多的支持与理解。我们可喜的看到:

  在国家层面上,党和国家领导人对SVAC国家标准发展非常重视,多次关注并进行相关批示,公安部、工信部等部门相继出台了支持SVAC国家标准产业化和推广的文件;2013年9月,国务院副总理马凯调研集成电路产业,随后国家也出台了新的集成电路产业振兴规划。

  在整机厂商层面,中国有世界上竞争力最强的整机产业。只有他们,才能给予芯片厂商更多的机会,去试用还在襁褓中的国产IC。希望他们能够给予IC厂商更多的机会,发自内心的去帮助国产IC。

  在客户层面上,希望客户能够给予国家标准、国产芯片和自主研发更多机会 ,更多包容和理解。我们相信,背靠国内巨大的市场和应用需求,SVAC标准不仅能在安全、应用层面实现超越,更将在编码效率、产品种类上实现对国外标准的弯道超车,树立起中国标准推广应用的标杆。

  写在最后

  安防领域“SVAC国家标准”和“中国芯”的诞生,打破了国外“音视频编解码标准”和“安防核芯”的垄断地位,极大提升了中国产品在全球安防市场的核心竞争力和市场地位;发展我国安防监控领域自主核心技术,一方面是国家音视频信息安全的需要,对保障国家和社会稳定具有重大意义;另一方面,也是避免国外厂商“专利陷阱”,监控产业发展受制于人的需要。

  引用中国科协副主席、中国工程院院士、中星电子董事局主席邓中翰先生说的话“让我们向钱学森等老一代科学家们致敬和学习,作为一名科技工作者,在新的一年一定做出新的表率、新的成绩,以此来托起我们的科学强国的梦想”。我们每一名中星人,不,而是每一名中国人,都是共和国的“脊梁”,让我们携手并肩,共克难关,早日实现“科技强国的梦想”。

  视频地址:http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA4MTQ4MjE4NQ==&mid=402070430&idx=1&sn=2c9d6581a6ebcb0581e8db16e4ffc053&scene=0#wechat_redirect

  作为一名中星人,我们正在做着“科技强国”事业,这是我们每个中星人毕生的夙愿,也是我们中星人的骄傲。相信在不远的将来,坚持自主创新道路,肩负 “星光中国芯”使命的中星电子,一定会在安防监控领域创造“中国芯”的辉煌” 。

  中星电子,中国人自己的安防监控领域核心技术及服务提供商。

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