无人机芯片，中国该发力了

    今日，我们直接进入主题，为什么说无人机芯片值得蓄力？
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    无人机正值风口
    第一，从无人机的应用来看。随着无人机技术的逐渐成熟，其应用领域也不断拓宽。以民用无人机为例，无人机就有航拍摄影、环境监测、通信中继、灾难救援、农业植保、电力巡检、森林防火、应急通信以及无人机物流等多方面的应用。受益于体积小、效率高、适应性强、应用领域多样化的优势，不管是在军事还是民用领域，无人机都扮演着越来越重要的角色。
    第二，国家大力支持发展无人机。早在2016年，国务院发布的《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》中就明确提出将无人机作为发展重点之一，之后又推出了一系列政策鼓励无人机行业的发展。就在近日，国务院总理李强主持召开国务院常务会议，审议通过《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例（草案）》。鼓励各地因地制宜出台配套支持政策，增强政策协同效应。该条例的通过意味着中国正在加紧建立和完善无人机飞行管理制度，同时推动无人机产业链的进一步整合和升级，提高无人机产业的综合竞争力。
    第三，无人机行业正呈爆发式增长。根据中国航空工业集团有限公司发布的《通用航空产业发展白皮书（2022）》显示，2020年，中国民用无人机研制企业已超过1300家，其中民营企业占据绝大多数，销售额在1亿元以上的企业超过10家。截至2021年底，中国获得通用航空经营许可证的无人机通用航空企业超过1.2万家。白皮书显示2021 年全球民用无人机市场规模超过 1600 亿元，同比增长 61.6%，其中工业级无人机占 60% 左右。随着下游应用领域的不断扩大，未来将继续保持增长。
    以上数据足以证明无人机产业的发展如火如荼，然而火热的同时也充斥着许多“芯片限制”的杂音。
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    “芯片限制”杂音频现
    日前，总部位于东京的调查公司Fomalhaut Techno Solutions对大疆2020年推出的DJI Mavic Air 2无人机进行拆解分析，拆解结果显示：
    无人机中核心的旋翼支持芯片以及飞控系统是大疆公司的独有专利技术，其余负责核心电池、无线电信号、噪音消除的芯片分别来自美国的德州仪器和 Qorvo公司；无人机负责面部感知、手势识别和辅助安全着陆算法的视觉单元模块芯片来自英特尔旗下的Movidius公司。担负无人机飞行能力的陀螺仪微电子芯片来自美国Invensense和ADI；全球导航系统模块，来自欧洲U-blox公司的芯片。
    在这些芯片中，近八成芯片都来自中国大陆以外的芯片企业。这被认为大疆对海外芯片的依赖度极高，再加上近期美国的限制举措，不禁引发业界的担忧。
    不过，值得注意的是，这些芯片大多都是20nm-65nm工艺生产的，并非先进工艺芯片。倘若制程要求并非严苛，为什么外购比例如此之高？其中逻辑还需要细细盘点。
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    为何外购比例如此之高？
    就民用无人机而言，需要涉及起码11种芯片：核心是视觉芯片、主控芯片和电源芯片，其次还包括接口转换器、通信等其他芯片。这些芯片支持着无人机最为核心的飞控系统、传感系统、数据的传输与运送以及联网设置。
    选择外购芯片主要有以下三个原因：
    高端零部件仍需依赖进口。像接口转换器、小功率电源芯片等部分芯片可以在国内找到替代品，但是在主控芯片和传感器方面，对国外芯片还有着较高的依赖性。无人机传感器要求低能耗、高灵敏度和微型化，能同时满足这些要求的，主要来自InvenSense、MicroPilot、PolarPro和uAvionix等日美厂商。另外，主控芯片领域，美国有高通、英特尔、意法半导体、德州仪器（TI）、英伟达等，总数超过10家。再加上视觉芯片通常需要进行高计算量和深度学习等操作，对芯片制程要求较为严苛，通常需要12-14nm。虽然中国已经出现了一些可提供替代产品的企业，但在具体应用上还存在较大差距。
    再开发复杂且成本高昂。无人机需要依靠控制软件进行自主飞行。部分现有无人机控制软件没有对应国产芯片的驱动，需要进行再开发驱动、替换文件等操作。例如大疆使用STM32系列已经很多年了，积累了大量开发经验，而改用新品需要重新适配，大量单片机逻辑代码需要移植、重写、烧录、测试，这在可靠性和性能上虽然没有问题，但时间成本是巨大的。
    成本控制。大疆的竞争优势很大程度上来自其低廉的制造价格。国外大厂一般都有成熟的设计和研发能力，也有一些通用的或者近似的芯片架构，这方面所投入的成本摊薄开来就相对较少了。而中国芯片企业规模相对较小，芯片的价格浮动也比较大，还不能像国外大企业那样作为分支业务来生产它们，对于一个大型企业来说这样的浮动就是风险，所以为了控制风险和降低成本等，也不会随便更换。
    随着中美贸易摩擦加剧，无人机芯片是否会面临海外供货商断供的风险？
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    断供的风险
    面临可能出现的芯片断供危机，大疆有它的底气。
    首先，大疆拥有核心的竞争力－技术。其飞控系统的旋翼支持芯片是通过自主研发的，无人机的核心技术－飞控系统也是自研的，该系统不是开源系统，底层代码是自己的，其他人也无法修改与学习其源代码，这意味着它在飞控系统技术上保持着独立自主。
    大疆公关总监谢阗就曾说过：“大疆无人机底层代码都是自己的，无论是专利还是研究方法，任何无人机公司都很难绕过大疆1.4万件专利，包括美国的公司也一样”。
    其次，大疆拥有强大的零件整合技术。日本某企业的高管表示“要达到相同性能，日本企业材料费就会达到整机价格的2倍”。美国的Skydio公司R1型无人机卖到2500美元，超3倍的价格也拍不出大疆那种高分辨率的照片。可见，低成本是大疆的竞争力源泉。
    近年来，中国迅速成长为无人机行业的制造和技术强国。根据IDC的数据统计，大疆占据着全球消费级无人机市场七成以上的份额，在全球民用无人机企业中排名第一。此外根据Drone Industry Insights的数据显示，2020年大疆在美国民用无人机市场份额高达76.1%。
    大疆需要美国的核心芯片而美国需要大疆合适的、低价的无人机产品，两者是相互依赖的关系。不过，这并不能代表大疆就安全了。美国无人机技术不会停留在原地，他们在无人机技术层面的制造、研发都会持续推进，未来能否在成本与价格上进一步拉近与国产无人机的距离，还存在着诸多可能。
    居安思危，真正的希望还是要寄托在本土芯片企业身上，这样才能最大限度摆脱外部限制带来的影响。
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    无人机芯片，中国该发力了
    在无人机芯片的应用方面，国产芯片的机会是要远远超过国外的，这是我们的优势。
    北航无人系统研究院工程师杨炯曾表示：一架无人机中绝大多数都是低端芯片，需要的中高端芯片很少，只需要1个视觉芯片，1到2个主控芯片，但需要一些电源芯片，还有更大量的接口转换芯片，以及巨量的电阻和电容。这些接口、低端芯片中国都能生产。
    但是为什么国产企业迟迟动力不足呢？
    因为利润率太低。中国芯片企业现在的规模太小，还不能像国外大企业那样作为分支业务来生产它们。因此，要想解决无人机核心芯片自研，需要加大市场开拓和创新力度。
    根据Frost&Sullivan预测，2024年中国民用无人机市场规模将达到2075.59亿元。其中工业无人机市场规模将增长至1507.85亿元，占中国民用无人机市场规模比例由2015年的19%上升至约73%，2015年—2024年年均复合增长率达54.52%。
    如今，需求在增加，中国的市场优势在凸显，国产芯片公司应该主动抓住这一机遇，找到突破口，积累利润，然后不断迭代。
    目前已经有一些公司投身于无人机芯片的研发，比如中国的瑞芯微、联芯等。在大疆的大疆精灵Phantom 4中，就采用了联芯方案LC 1860，这颗芯片也被应用在了零度智控的第一代无人机上。瑞芯微也有基于RK3288的无人机产品在国内展示并试飞。在对计算要求和深度学习要求较高的视觉芯片也已有公司可以提供性能相当的产品。
    这个行业才刚刚开始，未来还存在着诸多可能。对于中国芯片企业来说，无人机芯片这个赛道存在莫大机遇。