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文/龙科多工作室 柳叶刀
大疆机构,前段时间又摊上事儿了。4月21日,美国德克萨斯州韦科市联邦陪审团作出裁定,大疆无人机侵害了美国德事隆机构的专利,需要向后者赔偿2.79亿美元,约合20亿人民币。对此,大疆已然知道将继续上诉。2019年,德事隆曾联系大疆出售专利,但大疆认为,已有关联自主开发技术。
全世界消费级无人机市场,大疆是绝对的扛把子,常年占据市场70%以上的市场份额,在北美市场占比乃至一度高达85%,遥遥领先。但从2016年迄今,大疆在美国市场始终是一波三折。先是美国议员以网络数据安全为由,提案限制大疆。之后,美国国防部陆军部需求下属部队停止采购大疆。其后,美国商务部将大疆加入所说“实体名单”。
面对美方重重刁难,舆论担忧大疆是不是会遭遇此前华为的困境,即被美国卡脖子,引起业务萎缩,领先优良缩减。互联网上还有一种说法,认为大疆制品海量采用美国机构的芯片和元器件,严重依赖美国技术。
龙科多团队经过调研和分析认为,从最糟糕的方向来分析,倘若大疆真被美国禁运芯片和元器件,肯定会对它高端制品的消费体验导致必定影响。然则,大疆主流的制品,无论是MCU芯片还是关键元器件,包含传感器、陀螺仪、存储器等,与常规电子消费制品通用,是成熟工艺,且在国内基本都能找到替代厂商。
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飞控系统、云台系统:行业领先
做为具备拍摄能力的多旋翼飞行器,大疆无人机核心技术根据重要性归类排名,可依次分为:飞控系统、云台系统、图传系统、避障系统、导航系统、动力系统。大疆在成立之初,创始人汪滔就将飞控、云台,指定为重点解决的方向。
以飞控系统为例,重点功能是掌控飞机达到理想的姿态和空间位置,还能经过感知周边环境,制定出恰当的飞行路线。
在大疆还是小作坊方式运营时,汪滔与其导师李泽湘,打磨出的XP3.1飞控系统,曾在西藏绒布寺起飞,全世界海拔最高的寺庙,距离珠峰直线距离仅有二十千米。如今十几年过去了,大疆针对各类场景,已然发展出的飞控系统,包含N3、A3、Naza-H、Naza-M Lite等。
能够说,大疆的核心技术在于无人机的飞控系统,再往详细点说,是飞控软件算法。由此,大疆凭借先发优良,进入全世界消费级无人机市场,取得全方位领先地位。
02
电子消费品躲不开的芯片问题怎样处理?
无人机与智能手机、个人电脑相比,虽然用户规模相对较少,但却有消费电子制品的特性。日媒曾拆解大疆“Mavic Air 2”机型,发掘其内部运用的八成元器件,与普通电子消费制品都是通用的,摄像头、定位接收器都能在各类穿戴设备中寻得。
与公众消费电子制品相比,拥有通性的同期,亦会遇到公众消费电子制品的问题,例如CPU问题。2021年底,大疆发布RC Pro带屏遥控器,亦便是操控无人机的高级手柄,广受好评。
相关这款制品的CPU介绍,大疆官网只强调了强悍的性能,却没介绍其型号。实质上,这款带屏遥控器,运用的是高通的骁龙865处理器,这款处理器是2019年12月发布的,采用的是台积电7纳米工艺,频率最高达2.84G赫兹,还能外挂骁龙X55基带来支持5G,小米10手机便是搭载的骁龙865处理器。
日前,国内CPU企业,由于海思被禁,还没法研制与骁龙865媲美的手机处理器。像紫光展锐最新发布的T820处理器,虽然采用的是6nm制程,亦是5G SoC,但Geekbench4跑分网站表示,T820单核跑分 2857 分,多核跑分 8410 分,而高通骁龙865单核4303分,多核13344分,后者显著处在强势地位。
不外,大疆这款高端制品配置了高通领先的处理器芯片,但亦非强必需品,更大都是市场策略的思虑,追求极致的制品体验。这款制品遥控器自带的屏幕,不仅能操作无人机,还能刷抖音、上微X、粗剪视频,乃至还能够玩手游。倘若再能插上SIM卡,其便是一款妥妥的中高端智能手机。
就无人机本身来讲,最重要的芯片其实是飞控芯片,亦就MCU,它是飞控系统的重要构成部分。飞控系统是一个综合概念,既包含软件算法,亦包含硬件芯片,它好比是无人机的“驾驶员”,大疆科研技术核心是飞控算法,相当于驾驶员的成熟飞行经验,而MCU相当于驾驶员的大脑,负责输出指令。
不外,MCU与CPU相比,在频率和规格上做了适当缩减,由于无人机飞控芯片,不需要CPU那样的高计算性能。
像大疆的Mavic Mini无人机,运用了荷兰恩智浦的i.MX RT跨界MCU,能够用来掌控4个机翼的电机,是恩智浦2017年起始主推的。另外,大疆亦运用ATSAME70Q21芯片,一款基于ARM架构的MCU,由美国爱特梅尔(Atmel)研制,而这家机构此刻被微芯科技机构并购,后者亦是一家美国机构。
不外,由于MCU的技术繁杂度小于CPU,因此国内在低端与中端市场,亦具备必定程度竞争力,像华大半导体,兆易创新、中颖电子、东软载波、北京君正等市占率都在稳步提高。大疆的部分型号的无人机,就运用过华大半导体的MCU。但高端无人机中,批量运用国产MCU,还需要国内配套厂商持续提高制品技术与质量。
03
其他关键元器件亦具备可替代性
大疆无人机被人喜欢,除了具备靠谱、稳定的飞控性能,亦由于其出色的避障性能,能够容易躲开树枝、电线杆的遮挡。而实现这般的性能,就需要依赖靠谱的避障模组。大疆无人机中,运用的避障模组,既有国外的,亦有国内的。
在大疆Mavic Air 2无人机中,其避障传感器前端模块,运用的是美国德州仪器的OPT3101,这款传感器经过红外发射器发射调制过的光脉冲,遇到物体反射后,用接收器接收反射回来的光脉冲,再按照光脉冲往返时间计算物体间距离。
但一样是这款无人机,底部两颗避障传感器型号为SC031GS,上海思特威电子科技股份机构生产的,利用视觉图像技术来识别阻碍物。这家机构生产的传感器,亦被用在汽车电子行业,用于感知车辆周边的环境与行人。
CMOS图像传感器是无人机的重要元器件,这个行业始终被国外厂商主导。2020年,按营销额口径,全世界CMOS排名前三的厂商分别是索尼、三星、豪威科技,无一家是大陆本土企业。像大疆的Mavic AIR 2,就运用了索尼的IMX586传感器,这款传感器是索尼在2018年推出来的,单像素尺寸为0.8微米,最大像素数为4800万像素,属于堆叠式CMOS图像传感器。
2021年10月,传出一则资讯:“由长光辰芯领头,浙江华睿、深圳大疆参与的核高基重大专项“8K超高清图像传感芯片及系统应用”课题顺利完成验收工作,打破我国超高清影像芯片及系统长时间依赖国外进口、发展严重受限的局面。”
此次,大疆与关联国内垂直行业厂商,联合开发的8K超高清、120fps、全画幅图像传感器-GCINE4349,表率了国产CMOS行业的中国力量。不外,还需要一段时间接受商场检验。
陀螺仪模组,是无人机中的一款重要元器件,它所供给的信息能够汇入动力系统,动态掌控马达的速度,况且它还能保证无人机按照用户掌控安装所设定的角速度,旋转翻滚。大疆无人机运用的陀螺仪芯片,来自美国Invensense和ADI半导体机构,像Invensense机构成立于2003年,专门生产运动感测跟踪组件,包含MEMS陀螺仪。
不外,陀螺仪芯片并非垄断行业。例如上海深迪半导体有限机构,便是专注于为消费电子及汽车电子市场,设计和生产低成本、高性价比、低功耗、小尺寸的商用MEMS陀螺仪芯片,并未客户供给各样全面的应用处理方法。上海另一家厂商,矽睿科技,成立于2012年,由中科院上海微系所孵化,亦是专注于陀螺仪、加速度传感器、磁传感器等制品开发。
另一,在大疆无人机中,还是运用了SK海力士的内存芯片,详细型号可能是SK Hynix-H9HCNNN8KUML。但国内的长江存储技术实力亦不弱,2019年9月2日,基于Xtracking架构的64层TLC 3D NAND闪存起始量产,2020年4月13日,长江存储宣布跳过96层,成功试产128层QLC 3D NAND闪存,单颗容量达1.33Tb,与SK海力士能一较高下。
04
大疆不会是下一个华为
2020年12月,美国政府以“违反国家安全为由”,宣布将大疆机构纳入所说的出口管理名单。但实质状况是,大疆机构在发给路透社的邮件声明中说,“美国的客户能够继续正常购买和运用大疆的制品。”同期,大疆还能够从美国供应商那里接收货品,只是需要从美国商务部申请许可证。因此,大疆在北美市场仍拥有较高市占比,而大疆RC Pro带屏遥控器还能运用骁龙865处理器。
一般而言,技术先进方打压技术追赶方,最少要达到“损人利己”的效果,或像美国当下的心理,“利有害己”欠好说或“短期利己”,那亦不影响去“损人”。但面对大疆,美国的封堵遏制手段之因此执行无力,说白了便是真去制裁“不仅损不到人,更有害已”。
以美国对华为的制裁封锁为例,本质上是想封堵两个方向,一是华为5G技术,二是中国芯片制造工艺。信息通信技术向来拥有浓厚的市场效应,亦确实触及国家基本设备安全。2020年,华为发布的麒麟9000系列5G SoC芯片,已然从设计层面具备了极高的集成度,倘若此时还任由中国发展芯片制造工艺,就等于让中国全面拿下高端芯片的设计与制造。
日前看,美国封堵的是最前沿的科技突破,其他钱还是要挣。例如成熟制程芯片是能够商场出口给中国,去年9月,像华为发布的Mate 50亦运用了高通骁龙8+4G处理器。
对大疆,美国亦不糊涂。大疆不触及前沿基本技术,运用的芯片和元器件又是电子消费制品通用的且并非不可替代,美国政府耗费精力封堵大疆,还不如同意大疆采购美国芯片和元器件。
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后记
大疆无人机一方面拿下了关键的飞控、云台、图传技术外,另一方面,充分整合各个元器件的性能,把价格降下来,质量持续钻研提高,从而创立领先优良。
当然,以美国以往的表现来看,其未必能接受技术和市场落败的局面。将来美国直接封禁大疆的可能性很小,然则美国政府包含美国企业,针对大疆的高市占率,肯定会运用其他的不但彩手段,从大疆机构获取利益,某种道理上便是让你“交税”。
此次的美国德事隆机构,本身是一家军用直升机机构,拿着十几年前的专利,借着美国内部的反华心情,来割大疆的韭菜,需求近20亿人民币的赔偿。显然,大疆亦摸清了对方的心理,自己亦不怕,因此呢继续上诉。
最后要说一句,大疆虽然不会被美国卡脖子,但无论是智能手机、个人电脑,还是消费级无人机,最后的通病都还是CPU设计、芯片制造工艺。仅有真正把握这两项技术,才可从必然王国走向自由王国。
(编辑/龙科多)
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