深度｜国产芯片，能撑起民用无人机起飞吗？

全球“缺芯”让诸多行业担忧，毕竟，没有芯片咋造智能产品？

如今进口芯片供应不稳定、涨价，汽车业是喊“担忧”最多的一个，但其实无人机产业同样受影响，有企业到处“求芯”，有厂商直言“在跟新能源汽车抢芯片”。

那国产芯片能顶用了吗？未来能不能弥补差距？业内人士们发表了自己的看法。

需要啥芯片？

并不像手机CPU

不用7纳米，大部分只需90纳米

无人机也被称作“飞行机器人”，是一个高度智能化的工具，也是诸多自动化技术的集大成，所以小小的机身里要塞进去各种类型的芯片。北航无人系统研究院工程师杨炯表示，就工业级的民用无人机而言，除了接口转换器等低端芯片外，主要需要视觉芯片、主控芯片、电源芯片这三种芯片。

如今手机CPU拼制程已经拼到了7纳米以下。民用无人机追求高性能、小体积、低功耗，对芯片自然有很高要求。但杨炯说，大多数芯片只需要90纳米以下的制程就可以了，完全可以国产。唯独视觉芯片，因为需要高计算量和深度学习等，现在一般要用到12或14纳米制程。过去也有些28纳米的低端视觉芯片，可以用在低端工业监控中，但对于无人机而言面积和功耗太大。

不过，因为本身利润率不高，视觉芯片也不会用到7纳米的制程。而且虽然需要国外技术，但现在民用的12和14纳米芯片，也还是可以生产。

作为“生产力工具”的无人机要挂载任务载荷，这些载荷当然也需要芯片，情况也有些类似。广州成至智能机器科技有限公司的总经理廖科文说，他们的载荷上使用的芯片制程也不高。

在消费级无人机领域，一位匿名的从业者也表示情况差不多，飞行控制的芯片28纳米够用，图像、视觉等芯片需要14纳米以内，芯片的代工问题也不大，所以国产芯片的差距主要也不在制程。

国产啥水平？

有强有弱

一些产品很“香”，部分高端芯片拖后腿

既然都可以生产加工出来，那这些国产芯片就没有差距吗？并不是。不同领域的国产芯片有强有弱，主要是一些高端产品弱。

杨炯说，就工业级无人机领域而言，相比其他芯片，国产的视觉芯片普遍采用npu加速架构，在集成度和功耗方面比国外同类产品有一定优势。比如美国NVIDIA公司的jetson系列模块化产品，体积较大，小型无人机无法搭载，同期国产海思产品就是单芯片架构，使用灵活的多。之前机器视觉领域最强的海思，其受制裁影响后，有一批来自深圳、上海、北京等地的公司，已经可以提供性能相当的产品。

国产的小功率电源芯片也很不错。因为国内厂家没有历史包袱，不需要考虑兼容老封装的问题，所以都直接采用最新的技术和工艺，所以在封装尺寸、外围器件数量以及发热量等方面方面都很有优势。

国产的主控芯片，性能也不存在缺陷。工业级无人机飞控系统并不会用到类似手机CPU那样的跑大型操作系统的处理器，通常仅需要使用基于ARM Cortex-M3/M4 内核的嵌入式单片机。而国产的这种芯片已经发展了多年，已经很稳定。可能有一个问题是，部分现有无人机控制软件没有对应国产芯片的驱动，但通过再开发驱动、替换文件等方式，也能实现兼容，这在可靠性和性能上都没有问题。

但是，国内的无线电芯片还比较弱。国产的低端通讯芯片已经很好了，可以大规模使用，

而高端无人机如果需要高带宽的通讯、或者组网，基本上只能靠进口芯片。国内也有一两家企业在做高端通讯芯片，但是使用者不多，他也很希望了解问题出在哪里。

廖科文也表示，在任务载荷领域，中低端的国产芯片可以使用，但是高端芯片仍然存在性能差距。比如，如果在其机载探照灯上使用国产替代芯片，亮度就会损失10%，这部分损失变成了废热，也就增加了散热器的压力，进而可能增加整个产品的重量。而重量大了，就会拖累无人机的续航。

消费级无人机领域，同样出现高端芯片弱的情况。那名要求匿名的从业者说，他们主要生产面向“小白”用户的入门级产品，目前使用国产芯片，基本没有差别。但如果是高端产品，国产芯片在影像方面还是有差别。

怎样能让国产芯片崛起？

买买买，敢造就敢买

能赚钱，才能让芯片企业持续研发

那这些领域的国产芯片为什么还有短板呢？不够赚钱。杨炯认为，国产芯片面临的限制在于利润门槛，例如，在品牌没有受到认可的情况下盲目生产大量低端芯片，却达不到一定规模销量，厂家就会立即面临资金断链的风险，所以芯片的国产化需要市场和资本共同运作的一个漫长过程。

他说，其实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，但是还有很多在用进口货，因为利润率太低，而中国芯片企业们现在的规模太小，还不能像国外大企业那样作为分支业务来生产它们。因此，他们需要找到突破口，积累利润，然后不断迭代。

而在高端芯片领域，杨炯说，使用国产芯片还面临开发系统迁移的痛苦。进口芯片已经使用了几十年，对于开发者而言，转移开发平台往往意味着丢弃十几年的积累，对个人和企业来说成本非常高，所以高端芯片的普及也必然是个漫长的过程。

廖科文说，高端芯片也需要市场的支持。要用实际需求促进国产芯片企业去研发更高端产品，否则他们不太敢投入。以往市场需求小，导致成本和出货价很高，而他们这些终端厂商用真实的订单牵引，就能让上游厂家的最新技术很快转化成可用的产品，这就是产业链的传导效应。

值得注意的是，接受采访的无人机行业的从业者们，普遍表示愿意用实际的采购去支持国产芯片。杨炯说，他非常喜欢采用国产芯片，因为国产化后一定会采用最新封装、最高密度，可能面积仅相当于原来进口产品的20%到30%。像国产的充电芯片等，会把多块老式芯片的功能整合成一张新的芯片，立即变得更小、更好用。

拓攻机器人副总经理张逸群表示，他们受制于行业规模，更易受全球“缺芯”的影响，也非常希望国产芯片早日实现对进口的全面替代。考虑到无人机行业对可靠性的要求更高，需要时间来验证国产芯片的可靠性，目前也是采用逐步替代，快速迭代的方式。

廖科文说，为了情怀，也为了预防被“卡脖子”，他们尽量使用国产芯片，比如现在就用国产的GD32单片机替代部分STM32。他们还为在研的国产的高端芯片下预订单，“只要他们能够做出来，就批量采购”。例如，目前主流热红外传感器都是640*512分辨率，他们已给国内企业的1280*1024分辨率规格产品下了大订单，促使他们得以开建第一条该规格的生产线。他认为，中国企业一旦最先完成1280*1024规格热红外传感器的量产，就能依靠规模成本在国际竞争中取得先机。

上述几位受访者都认为，如果各产业支持，国产芯片，未来可期！

来源：环球网无人机/赵汗青