今日，我們直接進(jìn)入主題，為什么說(shuō)無(wú)人機(jī)芯片值得蓄力？

01

無(wú)人機(jī)正值風(fēng)口

第一，從無(wú)人機(jī)的應(yīng)用來(lái)看。隨著無(wú)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(wú)人機(jī)為例，無(wú)人機(jī)就有航拍攝影、環(huán)境監(jiān)測(cè)、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(wú)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(shì)，不管是在軍事還是民用領(lǐng)域，無(wú)人機(jī)都扮演著越來(lái)越重要的角色。

第二，國(guó)家大力支持發(fā)展無(wú)人機(jī)。早在2016年，國(guó)務(wù)院發(fā)布的《“十三五”國(guó)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(wú)人機(jī)作為發(fā)展重點(diǎn)之一，之后又推出了一系列政策鼓勵(lì)無(wú)人機(jī)行業(yè)的發(fā)展。就在近日，國(guó)務(wù)院總理李強(qiáng)主持召開(kāi)國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議，審議通過(guò)《無(wú)人駕駛航空器飛行管理暫行條例（草案）》。鼓勵(lì)各地因地制宜出臺(tái)配套支持政策，增強(qiáng)政策協(xié)同效應(yīng)。該條例的通過(guò)意味著中國(guó)正在加緊建立和完善無(wú)人機(jī)飛行管理制度，同時(shí)推動(dòng)無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈的進(jìn)一步整合和升級(jí)，提高無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。

第三，無(wú)人機(jī)行業(yè)正呈爆發(fā)式增長(zhǎng)。根據(jù)中國(guó)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(shū)（2022）》顯示，2020年，中國(guó)民用無(wú)人機(jī)研制企業(yè)已超過(guò)1300家，其中民營(yíng)企業(yè)占據(jù)絕大多數(shù)，銷(xiāo)售額在1億元以上的企業(yè)超過(guò)10家。截至2021年底，中國(guó)獲得通用航空經(jīng)營(yíng)許可證的無(wú)人機(jī)通用航空企業(yè)超過(guò)1.2萬(wàn)家。白皮書(shū)顯示2021 年全球民用無(wú)人機(jī)市場(chǎng)規(guī)模超過(guò) 1600 億元，同比增長(zhǎng) 61.6%，其中工業(yè)級(jí)無(wú)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(lái)將繼續(xù)保持增長(zhǎng)。

以上數(shù)據(jù)足以證明無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展如火如荼，然而火熱的同時(shí)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(duì)大疆2020年推出的DJI Mavic Air 2無(wú)人機(jī)進(jìn)行拆解分析，拆解結(jié)果顯示：

無(wú)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(dú)有專(zhuān)利技術(shù)，其余負(fù)責(zé)核心電池、無(wú)線電信號(hào)、噪音消除的芯片分別來(lái)自美國(guó)的德州儀器和 Qorvo公司；無(wú)人機(jī)負(fù)責(zé)面部感知、手勢(shì)識(shí)別和輔助安全著陸算法的視覺(jué)單元模塊芯片來(lái)自英特爾旗下的Movidius公司。擔(dān)負(fù)無(wú)人機(jī)飛行能力的陀螺儀微電子芯片來(lái)自美國(guó)Invensense和ADI；全球?qū)Ш较到y(tǒng)模塊，來(lái)自歐洲U-blox公司的芯片。

在這些芯片中，近八成芯片都來(lái)自中國(guó)大陸以外的芯片企業(yè)。這被認(rèn)為大疆對(duì)海外芯片的依賴(lài)度極高，再加上近期美國(guó)的限制舉措，不禁引發(fā)業(yè)界的擔(dān)憂。

不過(guò)，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(gòu)比例如此之高？其中邏輯還需要細(xì)細(xì)盤(pán)點(diǎn)。

03

為何外購(gòu)比例如此之高？

就民用無(wú)人機(jī)而言，需要涉及起碼11種芯片：核心是視覺(jué)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(wú)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(gòu)芯片主要有以下三個(gè)原因：

高端零部件仍需依賴(lài)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(guó)內(nèi)找到替代品，但是在主控芯片和傳感器方面，對(duì)國(guó)外芯片還有著較高的依賴(lài)性。無(wú)人機(jī)傳感器要求低能耗、高靈敏度和微型化，能同時(shí)滿(mǎn)足這些要求的，主要來(lái)自InvenSense、MicroPilot、PolarPro和uAvionix等日美廠商。另外，主控芯片領(lǐng)域，美國(guó)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(guò)10家。再加上視覺(jué)芯片通常需要進(jìn)行高計(jì)算量和深度學(xué)習(xí)等操作，對(duì)芯片制程要求較為嚴(yán)苛，通常需要12-14nm。雖然中國(guó)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(kāi)發(fā)復(fù)雜且成本高昂。無(wú)人機(jī)需要依靠控制軟件進(jìn)行自主飛行。部分現(xiàn)有無(wú)人機(jī)控制軟件沒(méi)有對(duì)應(yīng)國(guó)產(chǎn)芯片的驅(qū)動(dòng)，需要進(jìn)行再開(kāi)發(fā)驅(qū)動(dòng)、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(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，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(xiě)、燒錄、測(cè)試，這在可靠性和性能上雖然沒(méi)有問(wèn)題，但時(shí)間成本是巨大的。

成本控制。大疆的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)很大程度上來(lái)自其低廉的制造價(jià)格。國(guó)外大廠一般都有成熟的設(shè)計(jì)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(kāi)來(lái)就相對(duì)較少了。而中國(guó)芯片企業(yè)規(guī)模相對(duì)較小，芯片的價(jià)格浮動(dòng)也比較大，還不能像國(guó)外大企業(yè)那樣作為分支業(yè)務(wù)來(lái)生產(chǎn)它們，對(duì)于一個(gè)大型企業(yè)來(lái)說(shuō)這樣的浮動(dòng)就是風(fēng)險(xiǎn)，所以為了控制風(fēng)險(xiǎn)和降低成本等，也不會(huì)隨便更換。

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

04

斷供的風(fēng)險(xiǎn)

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(jìng)爭(zhēng)力－技術(shù)。其飛控系統(tǒng)的旋翼支持芯片是通過(guò)自主研發(fā)的，無(wú)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(kāi)源系統(tǒng)，底層代碼是自己的，其他人也無(wú)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(dú)立自主。

大疆公關(guān)總監(jiān)謝闐就曾說(shuō)過(guò)：“大疆無(wú)人機(jī)底層代碼都是自己的，無(wú)論是專(zhuān)利還是研究方法，任何無(wú)人機(jī)公司都很難繞過(guò)大疆1.4萬(wàn)件專(zhuān)利，包括美國(guó)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(huì)達(dá)到整機(jī)價(jià)格的2倍”。美國(guó)的Skydio公司R1型無(wú)人機(jī)賣(mài)到2500美元，超3倍的價(jià)格也拍不出大疆那種高分辨率的照片�？梢�(jiàn)，低成本是大疆的競(jìng)爭(zhēng)力源泉。

近年來(lái)，中國(guó)迅速成長(zhǎng)為無(wú)人機(jī)行業(yè)的制造和技術(shù)強(qiáng)國(guó)。根據(jù)IDC的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，大疆占據(jù)著全球消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)市場(chǎng)七成以上的份額，在全球民用無(wú)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(guó)民用無(wú)人機(jī)市場(chǎng)份額高達(dá)76.1%。

大疆需要美國(guó)的核心芯片而美國(guó)需要大疆合適的、低價(jià)的無(wú)人機(jī)產(chǎn)品，兩者是相互依賴(lài)的關(guān)系。不過(guò)，這并不能代表大疆就安全了。美國(guó)無(wú)人機(jī)技術(shù)不會(huì)停留在原地，他們?cè)跓o(wú)人機(jī)技術(shù)層面的制造、研發(fā)都會(huì)持續(xù)推進(jìn)，未來(lái)能否在成本與價(jià)格上進(jìn)一步拉近與國(guó)產(chǎn)無(wú)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(lái)的影響。

05

無(wú)人機(jī)芯片，中國(guó)該發(fā)力了

在無(wú)人機(jī)芯片的應(yīng)用方面，國(guó)產(chǎn)芯片的機(jī)會(huì)是要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)外的，這是我們的優(yōu)勢(shì)。

北航無(wú)人系統(tǒng)研究院工程師楊炯曾表示：一架無(wú)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(gè)視覺(jué)芯片，1到2個(gè)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(guó)都能生產(chǎn)。

但是為什么國(guó)產(chǎn)企業(yè)遲遲動(dòng)力不足呢？

因?yàn)槔麧?rùn)率太低。中國(guó)芯片企業(yè)現(xiàn)在的規(guī)模太小，還不能像國(guó)外大企業(yè)那樣作為分支業(yè)務(wù)來(lái)生產(chǎn)它們。因此，要想解決無(wú)人機(jī)核心芯片自研，需要加大市場(chǎng)開(kāi)拓和創(chuàng)新力度。

根據(jù)Frost&Sullivan預(yù)測(cè)，2024年中國(guó)民用無(wú)人機(jī)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到2075.59億元。其中工業(yè)無(wú)人機(jī)市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)至1507.85億元，占中國(guó)民用無(wú)人機(jī)市場(chǎng)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(zhǎng)率達(dá)54.52%。

如今，需求在增加，中國(guó)的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)在凸顯，國(guó)產(chǎn)芯片公司應(yīng)該主動(dòng)抓住這一機(jī)遇，找到突破口，積累利潤(rùn)，然后不斷迭代。

目前已經(jīng)有一些公司投身于無(wú)人機(jī)芯片的研發(fā)，比如中國(guó)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(wú)人機(jī)上。瑞芯微也有基于RK3288的無(wú)人機(jī)產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)展示并試飛。在對(duì)計(jì)算要求和深度學(xué)習(xí)要求較高的視覺(jué)芯片也已有公司可以提供性能相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品。

這個(gè)行業(yè)才剛剛開(kāi)始，未來(lái)還存在著諸多可能。對(duì)于中國(guó)芯片企業(yè)來(lái)說(shuō)，無(wú)人機(jī)芯片這個(gè)賽道存在莫大機(jī)遇。

       原文標(biāo)題 : 無(wú)人機(jī)芯片，中國(guó)該發(fā)力了