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文/龍科多工作室 柳葉刀
大疆機構(gòu),前段時間又?jǐn)偵鲜聝毫恕?月21日,美國德克薩斯州韋科市聯(lián)邦陪審團作出裁定,大疆無人機侵害了美國德事隆機構(gòu)的專利,需要向后者賠償2.79億美元,約合20億人民幣。對此,大疆已然知道將繼續(xù)上訴。2019年,德事隆曾聯(lián)系大疆出售專利,但大疆認(rèn)為,已有關(guān)聯(lián)自主開發(fā)技術(shù)。
全世界消費級無人機市場,大疆是絕對的扛把子,常年占據(jù)市場70%以上的市場份額,在北美市場占比乃至一度高達85%,遙遙領(lǐng)先。但從2016年迄今,大疆在美國市場始終是一波三折。先是美國議員以網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全為由,提案限制大疆。之后,美國國防部陸軍部需求下屬部隊停止采購大疆。其后,美國商務(wù)部將大疆加入所說“實體名單”。
面對美方重重刁難,輿論擔(dān)憂大疆是不是會遭遇此前華為的困境,即被美國卡脖子,引起業(yè)務(wù)萎縮,領(lǐng)先優(yōu)良縮減?;ヂ?lián)網(wǎng)上還有一種說法,認(rèn)為大疆制品海量采用美國機構(gòu)的芯片和元器件,嚴(yán)重依賴美國技術(shù)。
龍科多團隊經(jīng)過調(diào)研和分析認(rèn)為,從最糟糕的方向來分析,倘若大疆真被美國禁運芯片和元器件,肯定會對它高端制品的消費體驗導(dǎo)致必定影響。然則,大疆主流的制品,無論是MCU芯片還是關(guān)鍵元器件,包含傳感器、陀螺儀、存儲器等,與常規(guī)電子消費制品通用,是成熟工藝,且在國內(nèi)基本都能找到替代廠商。
01
飛控系統(tǒng)、云臺系統(tǒng):行業(yè)領(lǐng)先
做為具備拍攝能力的多旋翼飛行器,大疆無人機核心技術(shù)根據(jù)重要性歸類排名,可依次分為:飛控系統(tǒng)、云臺系統(tǒng)、圖傳系統(tǒng)、避障系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、動力系統(tǒng)。大疆在成立之初,創(chuàng)始人汪滔就將飛控、云臺,指定為重點解決的方向。
以飛控系統(tǒng)為例,重點功能是掌控飛機達到理想的姿態(tài)和空間位置,還能經(jīng)過感知周邊環(huán)境,制定出恰當(dāng)的飛行路線。
在大疆還是小作坊方式運營時,汪滔與其導(dǎo)師李澤湘,打磨出的XP3.1飛控系統(tǒng),曾在西藏絨布寺起飛,全世界海拔最高的寺廟,距離珠峰直線距離僅有二十千米。如今十幾年過去了,大疆針對各類場景,已然發(fā)展出的飛控系統(tǒng),包含N3、A3、Naza-H、Naza-M Lite等。
能夠說,大疆的核心技術(shù)在于無人機的飛控系統(tǒng),再往詳細點說,是飛控軟件算法。由此,大疆憑借先發(fā)優(yōu)良,進入全世界消費級無人機市場,取得全方位領(lǐng)先地位。
02
電子消費品躲不開的芯片問題怎樣處理?
無人機與智能手機、個人電腦相比,雖然用戶規(guī)模相對較少,但卻有消費電子制品的特性。日媒曾拆解大疆“Mavic Air 2”機型,發(fā)掘其內(nèi)部運用的八成元器件,與普通電子消費制品都是通用的,攝像頭、定位接收器都能在各類穿戴設(shè)備中尋得。
與公眾消費電子制品相比,擁有通性的同期,亦會遇到公眾消費電子制品的問題,例如CPU問題。2021年底,大疆發(fā)布RC Pro帶屏遙控器,亦便是操控?zé)o人機的高級手柄,廣受好評。
相關(guān)這款制品的CPU介紹,大疆官網(wǎng)只強調(diào)了強悍的性能,卻沒介紹其型號。實質(zhì)上,這款帶屏遙控器,運用的是高通的驍龍865處理器,這款處理器是2019年12月發(fā)布的,采用的是臺積電7納米工藝,頻率最高達2.84G赫茲,還能外掛驍龍X55基帶來支持5G,小米10手機便是搭載的驍龍865處理器。
日前,國內(nèi)CPU企業(yè),由于海思被禁,還沒法研制與驍龍865媲美的手機處理器。像紫光展銳最新發(fā)布的T820處理器,雖然采用的是6nm制程,亦是5G SoC,但Geekbench4跑分網(wǎng)站表示,T820單核跑分 2857 分,多核跑分 8410 分,而高通驍龍865單核4303分,多核13344分,后者顯著處在強勢地位。
不外,大疆這款高端制品配置了高通領(lǐng)先的處理器芯片,但亦非強必需品,更大都是市場策略的思慮,追求極致的制品體驗。這款制品遙控器自帶的屏幕,不僅能操作無人機,還能刷抖音、上微X、粗剪視頻,乃至還能夠玩手游。倘若再能插上SIM卡,其便是一款妥妥的中高端智能手機。
就無人機本身來講,最重要的芯片其實是飛控芯片,亦就MCU,它是飛控系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分。飛控系統(tǒng)是一個綜合概念,既包含軟件算法,亦包含硬件芯片,它好比是無人機的“駕駛員”,大疆科研技術(shù)核心是飛控算法,相當(dāng)于駕駛員的成熟飛行經(jīng)驗,而MCU相當(dāng)于駕駛員的大腦,負責(zé)輸出指令。
不外,MCU與CPU相比,在頻率和規(guī)格上做了適當(dāng)縮減,由于無人機飛控芯片,不需要CPU那樣的高計算性能。
像大疆的Mavic Mini無人機,運用了荷蘭恩智浦的i.MX RT跨界MCU,能夠用來掌控4個機翼的電機,是恩智浦2017年起始主推的。另外,大疆亦運用ATSAME70Q21芯片,一款基于ARM架構(gòu)的MCU,由美國愛特梅爾(Atmel)研制,而這家機構(gòu)此刻被微芯科技機構(gòu)并購,后者亦是一家美國機構(gòu)。
不外,由于MCU的技術(shù)繁雜度小于CPU,因此國內(nèi)在低端與中端市場,亦具備必定程度競爭力,像華大半導(dǎo)體,兆易創(chuàng)新、中穎電子、東軟載波、北京君正等市占率都在穩(wěn)步提高。大疆的部分型號的無人機,就運用過華大半導(dǎo)體的MCU。但高端無人機中,批量運用國產(chǎn)MCU,還需要國內(nèi)配套廠商持續(xù)提高制品技術(shù)與質(zhì)量。
03
其他關(guān)鍵元器件亦具備可替代性
大疆無人機被人喜歡,除了具備靠譜、穩(wěn)定的飛控性能,亦由于其出色的避障性能,能夠容易躲開樹枝、電線桿的遮擋。而實現(xiàn)這般的性能,就需要依賴靠譜的避障模組。大疆無人機中,運用的避障模組,既有國外的,亦有國內(nèi)的。
在大疆Mavic Air 2無人機中,其避障傳感器前端模塊,運用的是美國德州儀器的OPT3101,這款傳感器經(jīng)過紅外發(fā)射器發(fā)射調(diào)制過的光脈沖,遇到物體反射后,用接收器接收反射回來的光脈沖,再按照光脈沖往返時間計算物體間距離。
但一樣是這款無人機,底部兩顆避障傳感器型號為SC031GS,上海思特威電子科技股份機構(gòu)生產(chǎn)的,利用視覺圖像技術(shù)來識別阻礙物。這家機構(gòu)生產(chǎn)的傳感器,亦被用在汽車電子行業(yè),用于感知車輛周邊的環(huán)境與行人。
CMOS圖像傳感器是無人機的重要元器件,這個行業(yè)始終被國外廠商主導(dǎo)。2020年,按營銷額口徑,全世界CMOS排名前三的廠商分別是索尼、三星、豪威科技,無一家是大陸本土企業(yè)。像大疆的Mavic AIR 2,就運用了索尼的IMX586傳感器,這款傳感器是索尼在2018年推出來的,單像素尺寸為0.8微米,最大像素數(shù)為4800萬像素,屬于堆疊式CMOS圖像傳感器。
2021年10月,傳出一則資訊:“由長光辰芯領(lǐng)頭,浙江華睿、深圳大疆參與的核高基重大專項“8K超高清圖像傳感芯片及系統(tǒng)應(yīng)用”課題順利完成驗收工作,打破我國超高清影像芯片及系統(tǒng)長時間依賴國外進口、發(fā)展嚴(yán)重受限的局面。”
此次,大疆與關(guān)聯(lián)國內(nèi)垂直行業(yè)廠商,聯(lián)合開發(fā)的8K超高清、120fps、全畫幅圖像傳感器-GCINE4349,表率了國產(chǎn)CMOS行業(yè)的中國力量。不外,還需要一段時間接受商場檢驗。
陀螺儀模組,是無人機中的一款重要元器件,它所供給的信息能夠匯入動力系統(tǒng),動態(tài)掌控馬達的速度,況且它還能保證無人機按照用戶掌控安裝所設(shè)定的角速度,旋轉(zhuǎn)翻滾。大疆無人機運用的陀螺儀芯片,來自美國Invensense和ADI半導(dǎo)體機構(gòu),像Invensense機構(gòu)成立于2003年,專門生產(chǎn)運動感測跟蹤組件,包含MEMS陀螺儀。
不外,陀螺儀芯片并非壟斷行業(yè)。例如上海深迪半導(dǎo)體有限機構(gòu),便是專注于為消費電子及汽車電子市場,設(shè)計和生產(chǎn)低成本、高性價比、低功耗、小尺寸的商用MEMS陀螺儀芯片,并未客戶供給各樣全面的應(yīng)用處理方法。上海另一家廠商,矽??萍?,成立于2012年,由中科院上海微系所孵化,亦是專注于陀螺儀、加速度傳感器、磁傳感器等制品開發(fā)。
另一,在大疆無人機中,還是運用了SK海力士的內(nèi)存芯片,詳細型號可能是SK Hynix-H9HCNNN8KUML。但國內(nèi)的長江存儲技術(shù)實力亦不弱,2019年9月2日,基于Xtracking架構(gòu)的64層TLC 3D NAND閃存起始量產(chǎn),2020年4月13日,長江存儲宣布跳過96層,成功試產(chǎn)128層QLC 3D NAND閃存,單顆容量達1.33Tb,與SK海力士能一較高下。
04
大疆不會是下一個華為
2020年12月,美國政府以“違反國家安全為由”,宣布將大疆機構(gòu)納入所說的出口管理名單。但實質(zhì)狀況是,大疆機構(gòu)在發(fā)給路透社的郵件聲明中說,“美國的客戶能夠繼續(xù)正常購買和運用大疆的制品。”同期,大疆還能夠從美國供應(yīng)商那里接收貨品,只是需要從美國商務(wù)部申請許可證。因此,大疆在北美市場仍擁有較高市占比,而大疆RC Pro帶屏遙控器還能運用驍龍865處理器。
一般而言,技術(shù)先進方打壓技術(shù)追趕方,最少要達到“損人利己”的效果,或像美國當(dāng)下的心理,“利有害己”欠好說或“短期利己”,那亦不影響去“損人”。但面對大疆,美國的封堵遏制手段之因此執(zhí)行無力,說白了便是真去制裁“不僅損不到人,更有害已”。
以美國對華為的制裁封鎖為例,本質(zhì)上是想封堵兩個方向,一是華為5G技術(shù),二是中國芯片制造工藝。信息通信技術(shù)向來擁有濃厚的市場效應(yīng),亦確實觸及國家基本設(shè)備安全。2020年,華為發(fā)布的麒麟9000系列5G SoC芯片,已然從設(shè)計層面具備了極高的集成度,倘若此時還任由中國發(fā)展芯片制造工藝,就等于讓中國全面拿下高端芯片的設(shè)計與制造。
日前看,美國封堵的是最前沿的科技突破,其他錢還是要掙。例如成熟制程芯片是能夠商場出口給中國,去年9月,像華為發(fā)布的Mate 50亦運用了高通驍龍8+4G處理器。
對大疆,美國亦不糊涂。大疆不觸及前沿基本技術(shù),運用的芯片和元器件又是電子消費制品通用的且并非不可替代,美國政府耗費精力封堵大疆,還不如同意大疆采購美國芯片和元器件。
05
后記
大疆無人機一方面拿下了關(guān)鍵的飛控、云臺、圖傳技術(shù)外,另一方面,充分整合各個元器件的性能,把價格降下來,質(zhì)量持續(xù)鉆研提高,從而創(chuàng)立領(lǐng)先優(yōu)良。
當(dāng)然,以美國以往的表現(xiàn)來看,其未必能接受技術(shù)和市場落敗的局面。將來美國直接封禁大疆的可能性很小,然則美國政府包含美國企業(yè),針對大疆的高市占率,肯定會運用其他的不但彩手段,從大疆機構(gòu)獲取利益,某種道理上便是讓你“交稅”。
此次的美國德事隆機構(gòu),本身是一家軍用直升機機構(gòu),拿著十幾年前的專利,借著美國內(nèi)部的反華心情,來割大疆的韭菜,需求近20億人民幣的賠償。顯然,大疆亦摸清了對方的心理,自己亦不怕,因此呢繼續(xù)上訴。
最后要說一句,大疆雖然不會被美國卡脖子,但無論是智能手機、個人電腦,還是消費級無人機,最后的通病都還是CPU設(shè)計、芯片制造工藝。僅有真正把握這兩項技術(shù),才可從必然王國走向自由王國。
(編輯/龍科多)
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