今日，我們直接進(jìn)入主題，為什么說無人機(jī)芯片值得蓄力？

01

無人機(jī)正值風(fēng)口

第一，從無人機(jī)的應(yīng)用來看。隨著無人機(jī)技術(shù)的逐漸成熟，其應(yīng)用領(lǐng)域也不斷拓寬。以民用無人機(jī)為例，無人機(jī)就有航拍攝影、環(huán)境監(jiān)測、通信中繼、災(zāi)難救援、農(nóng)業(yè)植保、電力巡檢、森林防火、應(yīng)急通信以及無人機(jī)物流等多方面的應(yīng)用。受益于體積小、效率高、適應(yīng)性強(qiáng)、應(yīng)用領(lǐng)域多樣化的優(yōu)勢，不管是在軍事還是民用領(lǐng)域，無人機(jī)都扮演著越來越重要的角色。

第二，國家大力支持發(fā)展無人機(jī)。早在2016年，國務(wù)院發(fā)布的《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中就明確提出將無人機(jī)作為發(fā)展重點之一，之后又推出了一系列政策鼓勵無人機(jī)行業(yè)的發(fā)展。就在近日，國務(wù)院總理李強(qiáng)主持召開國務(wù)院常務(wù)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(qiáng)政策協(xié)同效應(yīng)。該條例的通過意味著中國正在加緊建立和完善無人機(jī)飛行管理制度，同時推動無人機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈的進(jìn)一步整合和升級，提高無人機(jī)產(chǎn)業(yè)的綜合競爭力。

第三，無人機(jī)行業(yè)正呈爆發(fā)式增長。根據(jù)中國航空工業(yè)集團(tuán)有限公司發(fā)布的《通用航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書（2022）》顯示，2020年，中國民用無人機(jī)研制企業(yè)已超過1300家，其中民營企業(yè)占據(jù)絕大多數(shù)，銷售額在1億元以上的企業(yè)超過10家。截至2021年底，中國獲得通用航空經(jīng)營許可證的無人機(jī)通用航空企業(yè)超過1.2萬家。白皮書顯示2021 年全球民用無人機(jī)市場規(guī)模超過 1600 億元，同比增長 61.6%，其中工業(yè)級無人機(jī)占 60% 左右。隨著下游應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，未來將繼續(xù)保持增長。

以上數(shù)據(jù)足以證明無人機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)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(xiàn)

日前，總部位于東京的調(diào)查公司Fomalhaut Techno Solutions對大疆2020年推出的DJI Mavic Air 2無人機(jī)進(jìn)行拆解分析，拆解結(jié)果顯示：

無人機(jī)中核心的旋翼支持芯片以及飛控系統(tǒng)是大疆公司的獨有專利技術(shù)，其余負(fù)責(zé)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(jī)負(fù)責(zé)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(dān)負(fù)無人機(jī)飛行能力的陀螺儀微電子芯片來自美國Invensense和ADI；全球?qū)Ш较到y(tǒng)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(yè)。這被認(rèn)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(fā)業(yè)界的擔(dān)憂。

不過，值得注意的是，這些芯片大多都是20nm-65nm工藝生產(chǎn)的，并非先進(jìn)工藝芯片。倘若制程要求并非嚴(yán)苛，為什么外購比例如此之高？其中邏輯還需要細(xì)細(xì)盤點。

03

為何外購比例如此之高？

就民用無人機(jī)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(zhuǎn)換器、通信等其他芯片。這些芯片支持著無人機(jī)最為核心的飛控系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、數(shù)據(jù)的傳輸與運(yùn)送以及聯(lián)網(wǎng)設(shè)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(jìn)口。像接口轉(zhuǎn)換器、小功率電源芯片等部分芯片可以在國內(nèi)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(jī)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(lǐng)域，美國有高通、英特爾、意法半導(dǎo)體、德州儀器（TI）、英偉達(dá)等，總數(shù)超過10家。再加上視覺芯片通常需要進(jìn)行高計算量和深度學(xué)習(xí)等操作，對芯片制程要求較為嚴(yán)苛，通常需要12-14nm。雖然中國已經(jīng)出現(xiàn)了一些可提供替代產(chǎn)品的企業(yè)，但在具體應(yīng)用上還存在較大差距。

再開發(fā)復(fù)雜且成本高昂。無人機(jī)需要依靠控制軟件進(jìn)行自主飛行。部分現(xiàn)有無人機(jī)控制軟件沒有對應(yīng)國產(chǎn)芯片的驅(qū)動，需要進(jìn)行再開發(fā)驅(qū)動、替換文件等操作。例如大疆使用STM32系列已經(jīng)很多年了，積累了大量開發(fā)經(jīng)驗，而改用新品需要重新適配，大量單片機(jī)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(yōu)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(shè)計和研發(fā)能力，也有一些通用的或者近似的芯片架構(gòu)，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(yè)規(guī)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(yè)那樣作為分支業(yè)務(wù)來生產(chǎn)它們，對于一個大型企業(yè)來說這樣的浮動就是風(fēng)險，所以為了控制風(fēng)險和降低成本等，也不會隨便更換。

隨著中美貿(mào)易摩擦加劇，無人機(jī)芯片是否會面臨海外供貨商斷供的風(fēng)險？

04

斷供的風(fēng)險

面臨可能出現(xiàn)的芯片斷供危機(jī)，大疆有它的底氣。

首先，大疆擁有核心的競爭力－技術(shù)。其飛控系統(tǒng)的旋翼支持芯片是通過自主研發(fā)的，無人機(jī)的核心技術(shù)－飛控系統(tǒng)也是自研的，該系統(tǒng)不是開源系統(tǒng)，底層代碼是自己的，其他人也無法修改與學(xué)習(xí)其源代碼，這意味著它在飛控系統(tǒng)技術(shù)上保持著獨立自主。

大疆公關(guān)總監(jiān)謝闐就曾說過：“大疆無人機(jī)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(jī)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(qiáng)大的零件整合技術(shù)。日本某企業(yè)的高管表示“要達(dá)到相同性能，日本企業(yè)材料費(fèi)就會達(dá)到整機(jī)價格的2倍”。美國的Skydio公司R1型無人機(jī)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(jī)行業(yè)的制造和技術(shù)強(qiáng)國。根據(jù)IDC的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，大疆占據(jù)著全球消費(fèi)級無人機(jī)市場七成以上的份額，在全球民用無人機(jī)企業(yè)中排名第一。此外根據(jù)Drone Industry Insights的數(shù)據(jù)顯示，2020年大疆在美國民用無人機(jī)市場份額高達(dá)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(jī)產(chǎn)品，兩者是相互依賴的關(guān)系。不過，這并不能代表大疆就安全了。美國無人機(jī)技術(shù)不會停留在原地，他們在無人機(jī)技術(shù)層面的制造、研發(fā)都會持續(xù)推進(jìn)，未來能否在成本與價格上進(jìn)一步拉近與國產(chǎn)無人機(jī)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(yè)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(jī)芯片，中國該發(fā)力了

在無人機(jī)芯片的應(yīng)用方面，國產(chǎn)芯片的機(jī)會是要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國外的，這是我們的優(yōu)勢。

北航無人系統(tǒng)研究院工程師楊炯曾表示：一架無人機(jī)中絕大多數(shù)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(zhuǎn)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(chǎn)。

但是為什么國產(chǎn)企業(yè)遲遲動力不足呢？

因為利潤率太低。中國芯片企業(yè)現(xiàn)在的規(guī)模太小，還不能像國外大企業(yè)那樣作為分支業(yè)務(wù)來生產(chǎn)它們。因此，要想解決無人機(jī)核心芯片自研，需要加大市場開拓和創(chuàng)新力度。

根據(jù)Frost&Sullivan預(yù)測，2024年中國民用無人機(jī)市場規(guī)模將達(dá)到2075.59億元。其中工業(yè)無人機(jī)市場規(guī)模將增長至1507.85億元，占中國民用無人機(jī)市場規(guī)模比例由2015年的19%上升至約73%，2015年—2024年年均復(fù)合增長率達(dá)54.52%。

如今，需求在增加，中國的市場優(yōu)勢在凸顯，國產(chǎn)芯片公司應(yīng)該主動抓住這一機(jī)遇，找到突破口，積累利潤，然后不斷迭代。

目前已經(jīng)有一些公司投身于無人機(jī)芯片的研發(fā)，比如中國的瑞芯微、聯(lián)芯等。在大疆的大疆精靈Phantom 4中，就采用了聯(lián)芯方案LC 1860，這顆芯片也被應(yīng)用在了零度智控的第一代無人機(jī)上。瑞芯微也有基于RK3288的無人機(jī)產(chǎn)品在國內(nèi)展示并試飛。在對計算要求和深度學(xué)習(xí)要求較高的視覺芯片也已有公司可以提供性能相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品。

這個行業(yè)才剛剛開始，未來還存在著諸多可能。對于中國芯片企業(yè)來說，無人機(jī)芯片這個賽道存在莫大機(jī)遇。

       原文標(biāo)題 : 無人機(jī)芯片，中國該發(fā)力了