020年8月21日,一則消息讓眾多國人興奮不已。美國國際貿(mào)易委員會做出針對中國無人機(jī)企業(yè)大疆的337調(diào)查終裁,宣布“不會發(fā)布禁令”,此舉無疑是狠狠打了美國的臉。這件事兒究竟是美國企業(yè)惡意競爭,還是美國政府下“黑手”?今天我們一探究竟。
美國為何被中國反超?
無人機(jī)最早的嘗試,是作為無人靶機(jī)訓(xùn)練的防空兵。二戰(zhàn)爆發(fā)后,歐洲戰(zhàn)場的航空兵損失慘重,美德兩國都盯上了無人機(jī),都試圖用退役飛機(jī)開發(fā)出能攜帶武器彈藥,又能精確攻擊目標(biāo)的無人飛行器。同時還設(shè)計了小型無人飛機(jī)擔(dān)任偵查或者試驗任務(wù)。但受制于當(dāng)時的電子水平,無人機(jī)的作戰(zhàn)能力達(dá)不到預(yù)期。
越戰(zhàn)爆發(fā)以后,美國士兵被越南的游擊戰(zhàn)虐得體無完膚,尤其是在雨林中執(zhí)行任務(wù)的美軍,被越南士兵當(dāng)兔子一樣攆著走。美國開始大量使用無人機(jī)承擔(dān)偵察任務(wù),其中最經(jīng)典的無人機(jī)是瑞安公司的BQM-34火蜂,共生產(chǎn)6411架,是世界上生產(chǎn)數(shù)量最多的軍用無人機(jī)之一。其外形依舊和現(xiàn)在的靶機(jī)差異不大。
BQM-34火蜂因為價格便宜,而且功能性全,出現(xiàn)了大量的改進(jìn)型,一直使用到90年代。美國曾多次控制BQM-34火蜂無人機(jī),飛入我國境內(nèi)偵查時被擊落。不過當(dāng)時的無人機(jī)更多的是“遙控飛行器”,還不能進(jìn)行復(fù)雜的飛行任務(wù)。
之后美國人開始了智能化的無人機(jī)研究工作,其中就有大名鼎鼎的D-21高空高速無人偵察機(jī),并多次針對我國羅布泊的核試驗場進(jìn)行偵查任務(wù)。但因為D-21技術(shù)問題存在缺陷,基本都失敗了。曾有傳言1971年美國發(fā)射的一架D21B偵查無人機(jī),成功進(jìn)入我國境內(nèi),不久后失蹤了,美國方面推測很有可能是被我國防空部隊擊落并繳獲,不過是真是假那就不得而知了。
同時期美國也開發(fā)出QH-50反潛無人直升機(jī),開發(fā)目的就是為了應(yīng)對蘇聯(lián)潛艇,可惜的是該無人機(jī)不能進(jìn)行復(fù)雜任務(wù)的自動駕駛飛行,當(dāng)時的無線電技術(shù)在大海上極其容易被干擾。雖然該項目曾被美國海軍寄予厚望,但最終只是曇花一現(xiàn),主要原因是交付的746架QH-50,411架在任務(wù)中損毀,最終該項目在1970年被美國叫停。
隨后美國的無人機(jī)及相關(guān)技術(shù)被送到了以色列,以色列在中東戰(zhàn)爭用無人機(jī)進(jìn)行偵查、情報收集任務(wù),還承擔(dān)起通信任務(wù)。加上以色列指揮官靈活的指揮,在戰(zhàn)爭中經(jīng)常以少勝多,并在美、英的幫助下,擊敗阿拉伯國家聯(lián)盟。
到了上世紀(jì)90年代,集成電路技術(shù)突飛猛進(jìn)。隨著計算機(jī)小型化的開始,MEMS傳感器(微機(jī)電系統(tǒng))逐漸普及,為現(xiàn)代無人機(jī)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。隨著電傳操縱系統(tǒng)發(fā)展,加上GPS的出現(xiàn),基于航路點的導(dǎo)航系統(tǒng)開始應(yīng)用,加上通信技術(shù)的升級,無人機(jī)逐漸靈巧起來,能夠獨立承擔(dān)任務(wù)?!盁o人作戰(zhàn)飛機(jī)”也因此應(yīng)運(yùn)而生,并且初具“智能化”。
美國從1991年的海灣戰(zhàn)爭中,就開始廣泛使用無人作戰(zhàn)飛機(jī)。曾有一位美軍無人作戰(zhàn)飛機(jī)操作員布賴恩特表示,他所在的部隊在他任內(nèi)6年中,殺了1600人以上,不少是兒童。后續(xù)經(jīng)過調(diào)查,被美軍無人機(jī)擊殺的人當(dāng)中,大約有2%是恐怖分子。美國惡意屠殺平民,被眾多國家譴責(zé), 即使如此,美國也多次聲稱自己是“自由燈塔”,實在令人作嘔。
美國無人機(jī)在軍事領(lǐng)域具有絕對優(yōu)勢,但是在消費(fèi)無人機(jī)市場很難有什么建樹。因為大疆的無人機(jī)占據(jù)了消費(fèi)級無人機(jī)近8成的市場,鎖死壟斷不為過。2019年全球無人機(jī)市場規(guī)模達(dá)到180億美元,消費(fèi)無人機(jī)占7成,7成中的90%份額被中國無人機(jī)民營企業(yè)拿走,因為目前全球排名前十的民用無人機(jī)企業(yè)中,中國占了7家
從消費(fèi)無人機(jī)專利來看,大疆占了3成,位列全球首位。第二和第三也是我國的易瓦特、深圳道通兩家公司,但專利申請量僅為大疆的一半。2019 年年底,大疆累計申請專利破萬,達(dá)到11700多件,其中國際專利有874件,專利申請書全球第23,中國排第6。大疆如此能耐,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,汪滔做事十分偏執(zhí)與獨斷,并且要求大疆的產(chǎn)品必須以精品為向?qū)?,對于設(shè)計不好的東西,會很直接地罵‘這是什么垃圾’。汪滔對于技術(shù)的執(zhí)著,促使大疆在技術(shù)層面取得極大的優(yōu)勢,并且積累了深厚的技術(shù)底蘊(yùn),構(gòu)筑了大疆在無人機(jī)領(lǐng)域無人能突破的技術(shù)壁壘,任何一家無人機(jī)的公司,都無法繞過大疆公司的專利許可。
大疆擁有眾多專利的同時,依托深圳完善的科技供應(yīng)產(chǎn)業(yè)鏈,實現(xiàn)了從設(shè)計、制造、生產(chǎn)、研制一體的全產(chǎn)業(yè)鏈。大疆甚至通過龐大的專利制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),對美國的民用無人機(jī)廠商進(jìn)行技術(shù)封鎖。之所以能做到這樣,就是因為大疆無人機(jī)的核心專利,對于消費(fèi)無人機(jī)來說是不可替代的。其中最重要的就是大疆的飛控技術(shù)。
飛控技術(shù)一般依賴于傳感器、計算機(jī)和伺服作動設(shè)備等三大硬件。有了這三大件,大疆才能使無人機(jī)在高空飛行時,能實現(xiàn)姿態(tài)穩(wěn)定,可以實現(xiàn)在復(fù)雜環(huán)境中的飛行任務(wù)和應(yīng)急控制。并且大疆在飛控技術(shù)中,創(chuàng)新地引入了計算機(jī)視覺與AI技術(shù)。
計算機(jī)視覺是使用攝影機(jī)和計算機(jī)代替人眼,對目標(biāo)進(jìn)行識別、跟蹤和測量,并利用機(jī)載計算機(jī)進(jìn)一步做圖像處理,處理成適合人眼觀測或者方便儀器檢測的圖像。要具備計算機(jī)視覺技術(shù),這有一個前提,那就是搭載的攝像機(jī)要好,大疆的云臺相機(jī)滿足了所有的需求。
大疆已經(jīng)將自己的無人機(jī)航拍提升到專業(yè)角度,并且擁有專業(yè)級航拍的產(chǎn)品線。加上大疆自主研發(fā)的計算機(jī)視覺技術(shù),可以給無人機(jī)系統(tǒng)提供決策數(shù)據(jù),讓大疆的無人機(jī)時刻進(jìn)行學(xué)習(xí),并隨時識別周邊物體,進(jìn)行障礙感知,并判斷當(dāng)下的飛行環(huán)境,在一定條件下實現(xiàn)自主飛行和智能跟隨,并在復(fù)雜的飛行環(huán)境下也能人為操作使用。
這些技術(shù)除了幫助大疆在無人機(jī)領(lǐng)域成為老大,也讓大疆在自動駕駛領(lǐng)域頗有收獲。在今年的上海車展上,大疆展示了自產(chǎn)的自動駕駛系統(tǒng),還宣布和五菱汽車、大眾等汽車廠商會有進(jìn)一步的合作。
大疆的成功,讓美國屢屢對大疆下黑手,從2017年美國政府就禁止美國軍隊采購大疆無人機(jī)。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(jìn)行采購,最后該禁令也只能不了了之。
從去年開始,美國官員就在推動美國軍方不要采購大疆無人機(jī)。不過大疆過硬的產(chǎn)品質(zhì)量,以及便宜的價格,甚至得到了五角大樓的“特別豁免權(quán)”。不過在去年年底,美國商務(wù)部還是將大疆列入實體清單。
這確實對大疆的發(fā)展有了一些阻礙,主要原因是大疆無人機(jī)的很多MEMS配件也叫微機(jī)電系統(tǒng),是將微電子技術(shù)與機(jī)械工程融合到一起,制造出具備功能性的傳感器。目前大疆的無人機(jī)對美國傳感器依賴較大。日媒曾經(jīng)拆解大疆無人機(jī)并進(jìn)行分析,部分核心傳感器其中涉及圖像處理器方案芯片、信息同步傳輸芯片、避障傳感器前端模塊、GNSS衛(wèi)星定位方案芯片等都來自美國公司。
而MEMS配件的加工技術(shù)主要從半導(dǎo)體制造技術(shù)發(fā)展起來,其中就包括光刻、腐蝕、薄膜、LIGA、硅微加工等精密機(jī)械加工技術(shù),而這些恰恰就是我國工業(yè)短板,所以禁令對大疆的發(fā)展確實有了一些影響。不過考慮到大疆的專利技術(shù),以及采購的傳感器數(shù)量,也讓美國一些企業(yè)開始游說政府,將大疆從實體清單撤銷,所以才會出現(xiàn),大疆在美國的制裁中“反復(fù)橫跳”,制裁如同廢紙。
當(dāng)然,不同于5G技術(shù),大疆的消費(fèi)無人機(jī)對美國來說更多是錢的問題,而非國家級的戰(zhàn)略技術(shù),美國的制裁也就沒有那么堅定。而我們也清楚中國不破精密機(jī)械加工這道坎,中國現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型必然受到掣肘。
中國精密機(jī)械加工如何破局?
精密機(jī)械制造業(yè)是關(guān)系到我國未來發(fā)展的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),國家自然十分重視,近幾年中國傳感器市場發(fā)展很快,尤其是“十三五”期間,我國傳感器領(lǐng)域突飛猛進(jìn),MEMS產(chǎn)業(yè)的市場規(guī)模從2016年的363億元,增長到2020年約708億元。年均增長率達(dá)到15%,而且長三角、珠三角以及中部地區(qū)都在大力發(fā)展MEMS產(chǎn)業(yè)建設(shè)相關(guān)產(chǎn)業(yè)園區(qū)。
雖然發(fā)展迅速,但是不能忽視的是,我國和西方的先進(jìn)水準(zhǔn)依舊有著不小的差距。主要是兩個原因,第一個原因是我國傳感器感應(yīng)落后,第二個原因是傳感器技術(shù)落后。我國傳感器主要性能指標(biāo),和先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)差了兩代,高性能MEMS傳感器依賴于進(jìn)口。
因為傳感器的市場,主要被美國、日本、德國的公司占有,目前全球傳感器大約有2萬種左右,而國內(nèi)只能生產(chǎn)其中的1/3,主要集中在低端產(chǎn)品和市場,高端依賴于進(jìn)口必然會導(dǎo)致國產(chǎn)的傳感器難以規(guī)?;瘧?yīng)用,難以發(fā)展。
而美國MEMS傳感器能發(fā)展起來,也是因為美國的技術(shù)前瞻性,美國政府在80年代初就組織起了國家技術(shù)小組,幫助企業(yè)進(jìn)行傳感器技術(shù)開發(fā)工作。所以美國保持了在高新技術(shù)領(lǐng)域的優(yōu)勢,并促使美國軍事工業(yè)的強(qiáng)大。據(jù)美國統(tǒng)計,關(guān)系到美國發(fā)展的22項核心技術(shù)中,有6項與傳感器有關(guān)。
當(dāng)然,我國也很早就意識到了傳感器的重要性,從上世紀(jì)60年代就開始了傳感器制造業(yè)的發(fā)展。但是受制于我國的工業(yè)底子薄,發(fā)展比較緩慢,1982年國內(nèi)才開始MEMS的加工技術(shù)的研究工作。
到了上世紀(jì)90年代,我國相繼突破了硅微機(jī)械加工技術(shù)的相關(guān)技術(shù),并建立了多個傳感技術(shù)國家級的實驗室和研發(fā)基地?!熬盼濉逼陂g,我國在重要的51個傳感器的上實現(xiàn)突破,并初步建立了我國的傳感器產(chǎn)業(yè)。
隨著我國市場規(guī)模越來越大,對于傳感器的需求與日俱增,尤其是汽車電子和通信電子應(yīng)用市場,對于傳感器需求發(fā)展最快,主要集中在智能手機(jī)、智能汽車和自動駕駛方面,我國這些領(lǐng)域的發(fā)展,也成為推動我國MEMS傳感器發(fā)展的重要因素。
隨著國內(nèi)MEMS制造水平不斷提高,加上我國擁有完善的工業(yè)體系,價格方面優(yōu)勢明顯,尤其是在疫情期間,各個國家的制造業(yè)停滯。在我國政府的推動下,大批的晶圓代工廠紛紛將工廠遷回國內(nèi)。例如臺積電,在國內(nèi)多處建廠,臺積電不僅代工芯片也代工MEMS傳感器,必然會推動國內(nèi)IC集成電路芯片廠和MEMS工廠開始蓬勃發(fā)展。
不過要在技術(shù)上超越,也不是一朝一夕就能做到的。MEMS傳感器和IC芯片是智能工廠的“心臟”,對于創(chuàng)新性人才需求極多。MEMS與IC區(qū)別不小,因為MEMS需要的復(fù)合型人才,既要懂微電子,又需要懂力、聲、光、電、磁、熱等多種物理科學(xué),對于從業(yè)者的要求較高,所以也對我國教育發(fā)展提出要求。
在市場的推動下,未來國內(nèi)必然會有一批頂尖的MEMS科研團(tuán)隊和代工廠出現(xiàn),并推動我國數(shù)字化和智能化轉(zhuǎn)型。老子云:執(zhí)大象,天下往。我們擁有著最完善的工業(yè)鏈,最合適國家發(fā)展的制度“土壤”,我們國土上已經(jīng)誕生了華為、大疆等科技巨頭企業(yè)企業(yè),必然未來還會有一批頂尖的科技企業(yè)出現(xiàn)。而我們要做的就是給國家的發(fā)展一些耐心和支持。
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