黃婷
DSP芯片的誕生是時代所需。20世紀60年代以來，隨著計算機和信息技術的飛速發展，數字信號處理技術應運而生并得到迅速的發展。在DSP芯片出現之前數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時要求。因此應用更快更高效的信號處理方式成了日漸迫切的社會需求。
DSP即數字信號處理技術，DSP芯片即指能夠實現數字信號處理技術的芯片。DSP芯片是一種快速強大的微處理器，獨特之處在于它能即時處理資料。DSP芯片的內部采用程序和數據分開的哈佛結構，具有專門的硬件乘法器，可以用來快速的實現各種數字信號處理算法。在當今的數字化時代背景下，DSP己成為通信、計算機、消費類電子產品等領域的基礎器件。
DSP的優勢在于運算及控制，具有強大的數據處理能力和較高的運行速度。部分DSP產品對于控制算法非常擅長，對于處理復雜多算法任務，比如在車載電機控制、電機伺服驅動等方面，正是DSP的好球區。因此，隨著新能源汽車市場的發展，DSP已經快速進入汽車電控單元，成為當前主要發展的車規芯片之一。
DSP芯片雖然與MCU和FPGA有明顯的區別，但目前他們之間的關系既有競爭也有融合。如DSP核與ARM核融合，德州儀器的一些面向車載的高端產品，在DSP周邊配置更多MCU作為外設，使其控制能力大大提升。在既強調結構靈活、通用性強以及處理復雜算法的需求下，部分廠商也會將DSP和FPGA聯合，采用DSP+FPGA的架構，或者將DSP模塊遷入到FPGA中，也是一種設計思路。
據中研產業研究院《2024-2029年DSP芯片產業現狀及未來發展趨勢分析報告》分析：
目前，市場上所銷售的DSP器件中，占據主流產品的依然是16位的定點可編程DSP器件，隨著DSP定點運算器件成本的不斷低，能耗越來越小的優勢日漸明顯，未來定點DSP芯片仍將是市場的主角。DSP芯片制造商主要有3家：德州儀器、ADI和摩托羅拉公司，其中TI公司獨占鰲頭，占據絕大部分的國際市場份額，ADI和摩托羅拉公司也有一定市場。
德州儀器公司是DSP業界公認的龍頭老大，公司在1982年成功推出了其第一代DSP芯片TMS32010，由于TMS320系列DSP芯片具有價格低廉、簡單易用、功能強大等特點，所以逐漸成為目前最有影響、最為成功的DSP系列處理器。
TI公司的DSP產品主要應用范圍在機器視覺、航空電子和國防、尺寸、重量和功耗(SWAP)、音頻、視頻編碼/解碼與生物識別領域。
ADI產品主要包括ADSP-21xx、SigmaDSP音頻處理器、電視用SigmaDSP處理器、通用DSP產品Blackfin，以及SHARC系列浮點DSP。目前，ADI公司有六款主打產品，分別應用在語音處理、圖像處理、過程控制、測控與測量等領域。
摩托羅拉公司也是全球較大的DSP芯片生產商，其產品包括定點的和浮點的，專用的和通用的，16位和24位以及32位。DSP芯片主要應用于語音處理、通信、數字相機、多媒體、控制等領域。主打產品有DSP56000系列、DSP56800系列、DSP56800E系列、MSC8100系列、DSP56300系列等。
國內對DSP方面的研究起步較晚，但是發展較快。中電科14所承擔起研發DSP芯片的任務。10年磨一劍，14所跟龍芯公司、清華大學合作開發國產DSP芯片華睿1號在2012年通過核高基專項組驗收。
隨著電動化、智能化的發展，DSP在車用領域必將展現出一些新的技術趨勢。首先就是更高的集成度。車企不斷追求更高的駕駛體驗，對于動力域主控來說，需要更高的算力，持續的性能提升。因此，將多個DSP芯核以及外圍的電路單元集成在一顆芯片上，實現DSP系統級的SoC成為趨勢。
在汽車電動化、智能化發展的大趨勢下，一輛汽車安裝使用的芯片數量迅速增加。根據中國汽車工業協會提供的數據顯示，傳統燃油車所需汽車芯片數量為600～700顆，電動車提升至1600顆/輛，更高級的智能汽有望提升至3000顆/輛。而DSP正是其中最主要的芯片類型之一。
從分布式向集中式演進，汽車的電子電器架構日益被分成分為五大功能域——動力域、底盤域、車身域、座艙域和自動駕駛域，各自實現基本功能。在動力域，DSP可以實現對主電機、直流電壓轉換DC-DC、車載充電機OBC的控制等。憑借數據和程序相互獨立的總線結構、獨特指令集和豐富數模外設資源，DSP在同等主頻下能大幅提升算力，實現復雜的控制規律，保證實時性能。
車身域也是汽車電子系統重要的組成部分，包含汽車門窗、燈光、雨刮、電動座椅、空調控制等與車內駕乘體驗息息相關的應用，散熱風扇控制、油泵/水泵控制等混動汽車安全控制相關的電機應用，均需要進行實時的采集外部信號、實現復雜電機計算和相應控制，DSP芯片也非常適合使用在這些場景當中。
DSP的整體市場規模不斷攀升
由于應用場景的增長及單位設備中采用數量的增多，DSP的整體市場規模不斷攀升。統計數據顯示，截至2022年全球DSP市場規模約達129.06億美元。從DSP芯片下游應用結構來看，通信、儀器儀表、消費電子、自動控制、航空航天、汽車等均是DSP的應用領域。特別是在汽車，在電動化、智能化的加持下，電機控制的需求不斷增多。DSP獨特之處在于可以即時處理數據，使其在這一領域擁有先天的優勢。汽車特別是新能源汽車已經成為DSP最新也是最重要的應用市場之一。
近年來，國產DSP雖然在數據處理能力的提升，數字模擬混合電路設計以及系統低功耗設計等方面遇到一些挑戰。但是我國擁有巨大的下游應用市場，新能源汽車產銷已經居于世界首位。這就給國內DSP企業反復琢磨，更新技術提供了空間。國內DSP企業更容易針 對國內用戶的痛點進行優化設計，滿足用戶需求。比如在安全性方面，采用國產核心芯片就可以針對安全問題進行強化處理。
由于國產DSP更加貼近汽車客戶，能夠提供更及時、全方位響應支持，這是國際大廠所不具備的。對中國電動汽車供應鏈的支持，需求早期的支持、信息交換也是國際大廠無法比擬的。國際大廠更多是傾向于交付成品。對于國產DSP來說，新興的汽車應用市場是實現高端突破的一個最佳切入點，不僅應用需求量大，對于實現自主可控的迫切性也很高。一旦在關鍵行業實現突破，就會形成產業帶動效應，加速國產DSP向更多市場領域推廣。
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報告根據DSP芯片行業的發展軌跡及多年的實踐經驗，對中國DSP芯片行業的內外部環境、行業發展現狀、產業鏈發展狀況、市場供需、競爭格局、標桿企業、發展趨勢、機會風險、發展策略與投資建議等進行了分析，并重點分析了我國DSP芯片行業將面臨的機遇與挑戰，對DSP芯片行業未來的發展趨勢及前景作出審慎分析與預測。是DSP芯片企業、學術科研單位、投資企業準確了解行業最新發展動態，把握市場機會，正確制定企業發展戰略的必備參考工具，極具參考價值!
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