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      無人機芯片,中國該發力了

      今日,我們直接進入主題,為什么說無人機芯片值得蓄力?

      01

      無人機正值風口

      第一,從無人機的應用來看。隨著無人機技術的逐漸成熟,其應用領域也不斷拓寬。以民用無人機為例,無人機就有航拍攝影、環境監測、通信中繼、災難救援、農業植保、電力巡檢、森林防火、應急通信以及無人機物流等多方面的應用。受益于體積小、效率高、適應性強、應用領域多樣化的優勢,不管是在軍事還是民用領域,無人機都扮演著越來越重要的角色。

      第二,國家大力支持發展無人機。早在2016年,國務院發布的《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》中就明確提出將無人機作為發展重點之一,之后又推出了一系列政策鼓勵無人機行業的發展。就在近日,國務院總理李強主持召開國務院常務會議,審議通過《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例(草案)》。鼓勵各地因地制宜出臺配套支持政策,增強政策協同效應。該條例的通過意味著中國正在加緊建立和完善無人機飛行管理制度,同時推動無人機產業鏈的進一步整合和升級,提高無人機產業的綜合競爭力。

      第三,無人機行業正呈爆發式增長。根據中國航空工業集團有限公司發布的《通用航空產業發展白皮書(2022)》顯示,2020年,中國民用無人機研制企業已超過1300家,其中民營企業占據絕大多數,銷售額在1億元以上的企業超過10家。截至2021年底,中國獲得通用航空經營許可證的無人機通用航空企業超過1.2萬家。白皮書顯示2021 年全球民用無人機市場規模超過 1600 億元,同比增長 61.6%,其中工業級無人機占 60% 左右。隨著下游應用領域的不斷擴大,未來將繼續保持增長。

      以上數據足以證明無人機產業的發展如火如荼,然而火熱的同時也充斥著許多“芯片限制”的雜音。

      02

      “芯片限制”雜音頻現

      日前,總部位于東京的調查公司Fomalhaut Techno Solutions對大疆2020年推出的DJI Mavic Air 2無人機進行拆解分析,拆解結果顯示:

      無人機中核心的旋翼支持芯片以及飛控系統是大疆公司的獨有專利技術,其余負責核心電池、無線電信號、噪音消除的芯片分別來自美國的德州儀器和 Qorvo公司;無人機負責面部感知、手勢識別和輔助安全著陸算法的視覺單元模塊芯片來自英特爾旗下的Movidius公司。擔負無人機飛行能力的陀螺儀微電子芯片來自美國Invensense和ADI;全球導航系統模塊,來自歐洲U-blox公司的芯片。

      在這些芯片中,近八成芯片都來自中國大陸以外的芯片企業。這被認為大疆對海外芯片的依賴度極高,再加上近期美國的限制舉措,不禁引發業界的擔憂。

      不過,值得注意的是,這些芯片大多都是20nm-65nm工藝生產的,并非先進工藝芯片。倘若制程要求并非嚴苛,為什么外購比例如此之高?其中邏輯還需要細細盤點。

      03

      為何外購比例如此之高?

      就民用無人機而言,需要涉及起碼11種芯片:核心是視覺芯片、主控芯片和電源芯片,其次還包括接口轉換器、通信等其他芯片。這些芯片支持著無人機最為核心的飛控系統、傳感系統、數據的傳輸與運送以及聯網設置。

      選擇外購芯片主要有以下三個原因:

      高端零部件仍需依賴進口。像接口轉換器、小功率電源芯片等部分芯片可以在國內找到替代品,但是在主控芯片和傳感器方面,對國外芯片還有著較高的依賴性。無人機傳感器要求低能耗、高靈敏度和微型化,能同時滿足這些要求的,主要來自InvenSense、MicroPilot、PolarPro和uAvionix等日美廠商。另外,主控芯片領域,美國有高通、英特爾、意法半導體、德州儀器(TI)、英偉達等,總數超過10家。再加上視覺芯片通常需要進行高計算量和深度學習等操作,對芯片制程要求較為嚴苛,通常需要12-14nm。雖然中國已經出現了一些可提供替代產品的企業,但在具體應用上還存在較大差距。

      再開發復雜且成本高昂。無人機需要依靠控制軟件進行自主飛行。部分現有無人機控制軟件沒有對應國產芯片的驅動,需要進行再開發驅動、替換文件等操作。例如大疆使用STM32系列已經很多年了,積累了大量開發經驗,而改用新品需要重新適配,大量單片機邏輯代碼需要移植、重寫、燒錄、測試,這在可靠性和性能上雖然沒有問題,但時間成本是巨大的。

      成本控制。大疆的競爭優勢很大程度上來自其低廉的制造價格。國外大廠一般都有成熟的設計和研發能力,也有一些通用的或者近似的芯片架構,這方面所投入的成本攤薄開來就相對較少了。而中國芯片企業規模相對較小,芯片的價格浮動也比較大,還不能像國外大企業那樣作為分支業務來生產它們,對于一個大型企業來說這樣的浮動就是風險,所以為了控制風險和降低成本等,也不會隨便更換。

      隨著中美貿易摩擦加劇,無人機芯片是否會面臨海外供貨商斷供的風險?

      04

      斷供的風險

      面臨可能出現的芯片斷供危機,大疆有它的底氣。

      首先,大疆擁有核心的競爭力-技術。其飛控系統的旋翼支持芯片是通過自主研發的,無人機的核心技術-飛控系統也是自研的,該系統不是開源系統,底層代碼是自己的,其他人也無法修改與學習其源代碼,這意味著它在飛控系統技術上保持著獨立自主。

      大疆公關總監謝闐就曾說過:“大疆無人機底層代碼都是自己的,無論是專利還是研究方法,任何無人機公司都很難繞過大疆1.4萬件專利,包括美國的公司也一樣”。

      其次,大疆擁有強大的零件整合技術。日本某企業的高管表示“要達到相同性能,日本企業材料費就會達到整機價格的2倍”。美國的Skydio公司R1型無人機賣到2500美元,超3倍的價格也拍不出大疆那種高分辨率的照片?梢,低成本是大疆的競爭力源泉。

      近年來,中國迅速成長為無人機行業的制造和技術強國。根據IDC的數據統計,大疆占據著全球消費級無人機市場七成以上的份額,在全球民用無人機企業中排名第一。此外根據Drone Industry Insights的數據顯示,2020年大疆在美國民用無人機市場份額高達76.1%。

      大疆需要美國的核心芯片而美國需要大疆合適的、低價的無人機產品,兩者是相互依賴的關系。不過,這并不能代表大疆就安全了。美國無人機技術不會停留在原地,他們在無人機技術層面的制造、研發都會持續推進,未來能否在成本與價格上進一步拉近與國產無人機的距離,還存在著諸多可能。

      居安思危,真正的希望還是要寄托在本土芯片企業身上,這樣才能最大限度擺脫外部限制帶來的影響。

      05

      無人機芯片,中國該發力了

      在無人機芯片的應用方面,國產芯片的機會是要遠遠超過國外的,這是我們的優勢。

      北航無人系統研究院工程師楊炯曾表示:一架無人機中絕大多數都是低端芯片,需要的中高端芯片很少,只需要1個視覺芯片,1到2個主控芯片,但需要一些電源芯片,還有更大量的接口轉換芯片,以及巨量的電阻和電容。這些接口、低端芯片中國都能生產。

      但是為什么國產企業遲遲動力不足呢?

      因為利潤率太低。中國芯片企業現在的規模太小,還不能像國外大企業那樣作為分支業務來生產它們。因此,要想解決無人機核心芯片自研,需要加大市場開拓和創新力度。

      根據Frost&Sullivan預測,2024年中國民用無人機市場規模將達到2075.59億元。其中工業無人機市場規模將增長至1507.85億元,占中國民用無人機市場規模比例由2015年的19%上升至約73%,2015年—2024年年均復合增長率達54.52%。

      如今,需求在增加,中國的市場優勢在凸顯,國產芯片公司應該主動抓住這一機遇,找到突破口,積累利潤,然后不斷迭代。

      目前已經有一些公司投身于無人機芯片的研發,比如中國的瑞芯微、聯芯等。在大疆的大疆精靈Phantom 4中,就采用了聯芯方案LC 1860,這顆芯片也被應用在了零度智控的第一代無人機上。瑞芯微也有基于RK3288的無人機產品在國內展示并試飛。在對計算要求和深度學習要求較高的視覺芯片也已有公司可以提供性能相當的產品。

      這個行業才剛剛開始,未來還存在著諸多可能。對于中國芯片企業來說,無人機芯片這個賽道存在莫大機遇。


             原文標題 : 無人機芯片,中國該發力了

      聲明: 本文由入駐維科號的作者撰寫,觀點僅代表作者本人,不代表OFweek立場。如有侵權或其他問題,請聯系舉報。

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