
2020年8月21日,一(yī)則消息(xī)讓眾多國人興奮不已。美國國際貿易委員會做出針對中(zhōng)國無人機企業大疆的337調查終裁,宣布“不會發布(bù)禁令”,此舉(jǔ)無疑是狠狠打了美(měi)國(guó)的臉。這件事兒究竟是美國企業惡意競爭,還是美國政府下“黑手”?今天我們(men)一探究竟。
美國(guó)為何被中國反超?
無人機最早的(de)嚐試,是作為無人靶機(jī)訓練的防空(kōng)兵。二戰爆發(fā)後,歐(ōu)洲戰場的航空兵損(sǔn)失慘重,美德兩國都盯(dīng)上了無人機,都試圖用退役飛機開發出(chū)能攜帶(dài)武器彈藥,又能精確攻擊目標的無人飛行器。同時還設計了小型無人飛機擔任(rèn)偵查或者試驗任務。但受製(zhì)於當時的電子水平,無人機(jī)的作戰能(néng)力達不到預期。
越戰爆發以後,美國士兵被(bèi)越南的遊擊戰虐得體無完膚,尤(yóu)其是在雨林中執行任務的美(měi)軍,被越(yuè)南士兵當(dāng)兔子一樣攆著走(zǒu)。美國(guó)開始大量使用無人機承擔偵察任務(wù),其中最經典的無人(rén)機是瑞安公司的BQM-34火蜂,共生產6411架,是世界上生產數量最(zuì)多的(de)軍用無人機之(zhī)一。其外形依舊(jiù)和現在的靶機差異不大。
BQM-34火蜂因為價格便宜,而且功能(néng)性全(quán),出現了(le)大量的改進型,一(yī)直使用到90年代。美國曾多次控製BQM-34火蜂無(wú)人機,飛入我國境內偵(zhēn)查時被擊落。不過當時的無人機(jī)更多的是“遙控飛行(háng)器”,還不能進行複雜的飛(fēi)行任務。
之後美國人(rén)開始了智能化的無人機研究工作,其中(zhōng)就有大名鼎鼎的D-21高空高速無人偵察機,並多次針對我國羅布泊的核試驗場進行偵查任務。但因為D-21技術問題存在缺陷,基本都失敗了(le)。曾有傳言1971年美國發(fā)射的(de)一(yī)架D21B偵(zhēn)查無人(rén)機,成功進入我國境內,不久後失蹤了,美(měi)國方麵(miàn)推(tuī)測(cè)很有(yǒu)可(kě)能(néng)是被我國防空部隊擊落並繳獲,不過是真是假那就不得而知了(le)。
同時期美國也開發出QH-50反潛無人直升機,開發目的就是為了應對蘇聯潛艇,可惜的是該無人機不能進行複(fù)雜任務的自動駕駛飛行,當時的無線電技術(shù)在大海上極其容易被幹擾。雖然(rán)該項目曾被美國海軍寄予厚望(wàng),但最終隻是曇花(huā)一現,主(zhǔ)要原因(yīn)是交付的(de)746架QH-50,411架在任務中損毀,最終該項目在1970年被美國叫停(tíng)。
隨後美國的無人(rén)機及相關技(jì)術被送到(dào)了以色(sè)列,以色列在中東戰爭用無人機進行偵查、情報收集任務,還承擔起(qǐ)通信任務(wù)。加上以色列指揮官靈活的(de)指揮,在戰爭中經常以少勝多(duō),並在美、英的幫助(zhù)下(xià),擊敗阿拉伯國家(jiā)聯盟。
到了上世紀90年代,集成電路技術突飛猛進(jìn)。隨著計算機小型化的開始,MEMS傳感器(微機(jī)電係統)逐漸普及,為現代無人機的發展(zhǎn)做出了重要貢獻。隨著電傳操縱係統(tǒng)發展,加上GPS的出現,基於航路點的導航(háng)係統開始應用,加上通信技術的升級,無人機逐漸靈巧起來,能夠獨立承(chéng)擔任務。“無人作(zuò)戰飛機”也因此應運而生,並且初(chū)具“智能化”。
美國(guó)從1991年的海(hǎi)灣戰爭中,就開始廣泛使用無人(rén)作戰飛機。曾有一位美軍無人作戰飛機操作員布賴恩特表示,他所在的部隊在(zài)他任(rèn)內6年中,殺了1600人(rén)以上,不少是(shì)兒童。後續經過調查,被美軍無人機擊殺的(de)人當中,大(dà)約有2%是恐怖分子。美國惡意屠(tú)殺平(píng)民,被眾多國家譴責, 即使如此,美國也多次聲稱自己是(shì)“自由燈塔”,實在令人作(zuò)嘔。
美國軍(jun1)用無人機用途比較惡心,但是美國在無人(rén)機領域的技術發展卻頗(pō)有建樹。目前(qián)美國已經開發出了完全由人工智能操縱的代號X-47B的噴(pēn)氣式無人駕駛隱形(xíng)轟炸機。另外美國還開發出全球首款可重複使用的(de)無人太(tài)空(kōng)飛機,X-37B空天戰鬥機,該飛機曾(céng)一度被冠上“未(wèi)來太空戰鬥機”的稱號。
美國無人機在軍事領域具有絕對優勢,但是在消(xiāo)費無人機市場很難有什麽建樹。因為大疆(jiāng)的無人機占據了消費級(jí)無人機近8成的市場,鎖死壟(lǒng)斷不為過(guò)。2019年全球無人機市場規模達到180億美元,消費無人(rén)機占7成,7成中的90%份額被中國無人機民營企業拿走,因為目前全球(qiú)排名前十的民用(yòng)無人機企業中,中(zhōng)國占了7家
從消費無人機專利來看,大(dà)疆占了3成,位列全球首位。第二和第三也(yě)是我國的易瓦特、深(shēn)圳道通兩家公司,但專利申請(qǐng)量僅為大疆的一半。2019 年年底,大疆累計申請專利破萬,達到11700多件(jiàn),其中國際專利有874件,專利(lì)申請全球第(dì)23,中國排第6。大疆如此能(néng)耐,都離不開一個人,汪滔。
大疆如何打臉美國?
汪滔,是大疆的CEO兼CTO。按照大疆離職員工所說,汪滔做事十分偏(piān)執與獨斷,並且要求大疆的(de)產品必須以精品為向導,對於設計不好的東西,會很直接地罵‘這是什麽垃圾’。汪(wāng)滔(tāo)對於技(jì)術的執著,促使大疆在技術層麵取(qǔ)得極(jí)大的優勢,並且積累了深厚的技術底(dǐ)蘊,構築了大疆在無人機領域無人能突破(pò)的技(jì)術壁壘(lěi),任何一(yī)家無人機的公司,都無法繞過(guò)大疆公司的專利許可。
大(dà)疆擁有眾多專利的同時,依托深圳完善(shàn)的科技供應產業鏈,實現了從設(shè)計、製(zhì)造(zào)、生(shēng)產(chǎn)、研製一體的全產業鏈。大(dà)疆甚至通過龐大的專利製定行業標準,對美國的(de)民用無人機廠(chǎng)商進(jìn)行技術封鎖。之所以能做到這樣,就是因為大疆無人機的(de)核(hé)心專利,對於消費無人機來說是(shì)不可替代的。其中最重要的就是大疆的飛控技術。
飛控技術一般依賴於傳感器、計算機和伺服作動設備等三大硬件。有了這三大(dà)件,大疆才能(néng)使無人機在高空飛行時,能實(shí)現姿態穩定,可以實現在複(fù)雜環境中(zhōng)的飛行任(rèn)務和應(yīng)急控製。並且大疆在飛控技術中,創新地引入了(le)計(jì)算機視覺(jiào)與AI技術。
計算機視覺是使用攝影機和計算機代替人眼,對目(mù)標進行識別、跟(gēn)蹤和測量,並利用機載計算機進一步做圖像處理,處理成適合(hé)人眼觀測或者方便儀器檢測的圖像。要具備計算機視覺技術,這有一個前提(tí),那就是搭載的攝像機要好(hǎo),大疆的雲台相機滿足了(le)所有的需求。
大疆已經將自己的無人機航拍提升到專業角度,並且擁有專業級航拍的產品線。加上大疆自主研發的計算機視覺技術,可以給無人機係統提(tí)供決策數據,讓大疆的無(wú)人機時刻進行學習,並隨時識別(bié)周邊物體,進行障(zhàng)礙感(gǎn)知,並判斷當下的(de)飛(fēi)行環境,在一定條(tiáo)件下實現自主飛行和智能跟隨,並在複(fù)雜的飛行環境(jìng)下也能人為操作使用。
這些技術除了(le)幫助大疆在無人機領域成為(wéi)老(lǎo)大,也讓大疆在自動駕駛領域(yù)頗有收獲。在今年的上海車展上,大疆展示了自產的自動駕駛係統,還宣布和五菱汽車、大眾等汽車廠商會有(yǒu)進(jìn)一步(bù)的合作。
大疆的成功,讓美國(guó)屢屢對大疆下(xià)黑手,從2017年美國政府就禁(jìn)止美國軍隊采購大疆無人機。但是因為大疆出色的航拍能力以及便宜的價格,美國部分軍人忽視該禁令進行采購,最後該(gāi)禁令也隻能不了了之。
從去年開始,美國官(guān)員就在推動美國軍方不要采購大疆無人機。不過大(dà)疆過硬的產品質量,以及便宜的價格,甚至得(dé)到(dào)了五角大樓的“特別豁免權”。不過在去年年(nián)底(dǐ),美國商務部還(hái)是將大疆列入實(shí)體清(qīng)單。
這確實對大疆的(de)發展(zhǎn)有了一些阻(zǔ)礙,主要原因是大疆無(wú)人機的很多MEMS配件也叫微機電係統,是將微電(diàn)子(zǐ)技術與機械工程融(róng)合到一起,製造出具備功能性的傳感器。目前大疆的無人機對美國傳感(gǎn)器依賴較大。日媒曾經拆解大疆無人(rén)機並進行分析,部分核心傳感器其中涉及圖像處理(lǐ)器方(fāng)案芯片、信息同步傳輸芯片、避障傳感器前端模塊、GNSS衛星定位方(fāng)案芯片等都來自美國公司(sī)。
而MEMS配件的(de)加工技(jì)術主要從半導體製造技術發展起來,其中就(jiù)包括光刻、腐蝕、薄膜、LIGA、矽微加工等精密(mì)機械加工技術,而(ér)這些恰恰(qià)就是我國(guó)工(gōng)業短板,所以(yǐ)禁令對大疆(jiāng)的發展確實有(yǒu)了一些(xiē)影響。不過考慮(lǜ)到大疆(jiāng)的專利技術,以及采購的傳感器數量,也讓美國一些企業開始遊說政府,將大疆從實體清單撤銷,所以才會出現,大疆在美國的製裁中“反複橫跳”,製裁如同廢紙。
當(dāng)然(rán),不同於(yú)5G技術,大疆的消費(fèi)無人機對美國來說更多是錢的問題,而非國家級的戰略技術,美國的製裁也就沒有那麽堅定。而我們(men)也清楚中國不(bú)破精(jīng)密機械加工這道坎,中國現代化轉型必然受到掣(chè)肘(zhǒu)。
中國精密機(jī)械加工(gōng)如何破局?
精密機械製造業(yè)是關係到我國未來發展的戰略性產業(yè),國家自然十分重視(shì),近幾(jǐ)年中國(guó)傳感器市場發展很(hěn)快,尤其是“十三五”期間,我(wǒ)國傳感器領域突飛猛進,MEMS產業的(de)市場規模從2016年的363億元,增長到2020年約708億元(yuán)。年(nián)均增長率達到15%,而且長三角、珠三(sān)角(jiǎo)以及中部地區都在大力發展MEMS產業建設相關(guān)產業園區。
雖然發展迅速,但是不能忽視的是,我國和西方的先進水(shuǐ)準依舊有著(zhe)不小的差距。主要是兩(liǎng)個原因,第一個原因是我國傳感器感應落後,第二個原因是傳感器技術落後。我國傳感器主要性能指標,和先進(jìn)標準差(chà)了兩代,高性能MEMS傳(chuán)感器依賴於(yú)進口。
因為傳感器的市場,主要被美國、日本、德國的公司占有,目前(qián)全球傳感器(qì)大約(yuē)有2萬種左右,而國內隻能生產其中的1/3,主要集中在低端產品和市場(chǎng),高端依(yī)賴於進口必然會導致國產的傳感器難以(yǐ)規模化應用,難(nán)以發展。
而美國MEMS傳感器能發展(zhǎn)起來,也是因為美國的技術前(qián)瞻性,美國政府在80年代初(chū)就組織起了(le)國家技術小組,幫助企業進(jìn)行傳感器(qì)技(jì)術開發工作(zuò)。所以美國保持了(le)在高新技術領(lǐng)域的優勢,並促使美國軍事工業的強大。據美國統計,關係到(dào)美國發展的22項核心技術中,有6項與傳感器有(yǒu)關。
當然,我國也很早就(jiù)意識(shí)到了傳感器的重要性,從上世紀60年代就開始了傳感(gǎn)器製造業(yè)的發展。但是受製於我(wǒ)國的工業(yè)底子薄,發展比較緩慢,1982年國內才開始MEMS的加工技術的研究工作。
到(dào)了上世紀90年(nián)代,我國(guó)相繼突破了矽(guī)微機械加工技術的相關技術,並建立(lì)了(le)多個傳感技術國家級的(de)實驗室和研發(fā)基地。“九(jiǔ)五”期間,我國在重要的51個傳感器的(de)上(shàng)實現突(tū)破,並初步建立(lì)了我國的傳(chuán)感器產業。
隨著我(wǒ)國市場規模越來(lái)越大,對於傳感器的需求與日俱增,尤其(qí)是汽車電子和通信電子應用市場,對於傳感器需求發展最快(kuài),主要集(jí)中(zhōng)在智能(néng)手(shǒu)機、智能汽車和自動駕駛方麵,我國這些領域的發展,也成為推動我(wǒ)國MEMS傳(chuán)感器發展的重(chóng)要因素。
隨著國內MEMS製造水平不斷提(tí)高,加上(shàng)我國擁有完善的工業(yè)體係,價格方麵優勢明顯,尤其是在疫情期間,各個國家的製造業停滯。在(zài)我國政府的推動(dòng)下,大批的(de)晶圓代(dài)工廠紛紛將工廠遷回國內。例如台積電,在國內多處建廠,台積電(diàn)不僅代工芯片也代工MEMS傳感器,必(bì)然會推動國內IC集成電路芯片廠和MEMS工廠開始蓬勃發展。
不過要在技術(shù)上超越,也不(bú)是(shì)一朝一夕就能做到的。MEMS傳感器和IC芯(xīn)片是智(zhì)能工(gōng)廠的“心髒”,對於創新性人才需求極多(duō)。MEMS與IC區別不小,因為MEMS需要的複合型人才,既(jì)要懂微電子,又需要懂力、聲、光、電、磁、熱等多(duō)種物理科學,對於從業(yè)者的要求較高,所以也(yě)對我(wǒ)國(guó)教育發展提出要求。
在市場的推動下,未來國內必然會有一批頂尖(jiān)的MEMS科研團隊和代工廠出現,並推動我國數字化和智能化轉型。老子(zǐ)雲:執大象,天下往。我們擁有著最完善的工業鏈(liàn),最合適國家發展(zhǎn)的製度“土壤”,我們國土上已經誕(dàn)生了華(huá)為、大疆等科技巨頭企業企業,必然未來還會有(yǒu)一批頂尖(jiān)的科技企業(yè)出現。而我們要做的就是給國家的發展一(yī)些耐心和支持。
