
2020年8月21日,一則消息讓眾多國人興奮不已。美國國際貿易委員會做出針對中國無人(rén)機(jī)企業(yè)大疆的337調查終(zhōng)裁,宣布“不會發布禁令”,此舉(jǔ)無疑是狠狠打了美國的臉(liǎn)。這件事兒究竟是美國企業惡(è)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?
無人機最早的嚐試,是作為無人靶機訓練的防空兵。二戰爆發後,歐洲戰場的航空兵損失慘重,美德兩國都盯上了無人機,都(dōu)試圖用退役飛機開(kāi)發(fā)出能攜帶武器彈藥,又(yòu)能(néng)精(jīng)確攻擊目標的無人飛行器(qì)。同時還(hái)設計了小型無人飛機擔任偵查或者試驗(yàn)任務。但受製於當(dāng)時的電子水平,無人機的作戰能力達不到預期。
越戰爆發以後,美(měi)國(guó)士兵被越南的遊擊戰虐得體無完膚,尤其是在雨林中執(zhí)行任務的美軍,被越南士兵當兔子一樣攆著走。美國開始大量使用無人機承擔偵察任務,其中最經典的無人機是(shì)瑞安公司的BQM-34火蜂,共生產6411架,是世界上生產數量最多的(de)軍用無人機之一。其(qí)外形依舊和現在的靶機差(chà)異不大(dà)。
BQM-34火蜂因為價格便宜,而且功能性全,出現了大(dà)量的改進型,一直使用到90年代。美國曾多次控(kòng)製BQM-34火蜂無人機,飛入我國境內偵查時被擊落。不過當時的無人機更多的是“遙控飛行器”,還不能進行複雜的(de)飛(fēi)行任務。
之(zhī)後美國人開始了智能(néng)化的無人(rén)機研究工作,其中就有大名鼎鼎的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(yàn)場(chǎng)進行(háng)偵查任務。但因為D-21技術問題存在缺陷,基本都失敗了。曾有傳言1971年(nián)美國發射的一架D21B偵查無人機,成功進入我國境內,不久後失蹤了,美國方麵推測很有可能是被(bèi)我國防空部(bù)隊擊落並繳獲,不過是真是(shì)假那就不得而知了。
同時期(qī)美國也開發(fā)出QH-50反潛無人直升(shēng)機,開發目的就(jiù)是(shì)為了應對(duì)蘇聯潛艇,可惜的是(shì)該無人機不能進行複雜任務(wù)的自動駕駛飛行(háng),當時的無線(xiàn)電技術在(zài)大海上極其容易被幹擾。雖然該項目曾被美國海軍寄予(yǔ)厚望,但最(zuì)終隻是曇花一現,主要原因是交付的746架(jià)QH-50,411架在任務中損毀,最終該項目在1970年被美國叫停。
隨後美國的(de)無人機及相關技術被送到了以色列,以色(sè)列在中東(dōng)戰爭用無人機進行偵查、情報收(shōu)集任務,還承擔起通信任務。加上以色列指揮官靈活(huó)的指(zhǐ)揮,在戰爭中經(jīng)常以少勝(shèng)多,並在美、英(yīng)的幫助下,擊敗阿拉伯國家聯盟。
到(dào)了上世紀90年(nián)代(dài),集成電路技術突飛猛進。隨著計算機小型化的開始,MEMS傳感器(微機電係統)逐漸(jiàn)普及,為現代無人(rén)機的發展做出了重要貢獻。隨著電傳操縱係統發(fā)展,加上GPS的出現,基於航路(lù)點的導(dǎo)航係(xì)統開始應用,加上通信技術的升級,無人機逐漸靈巧起來,能夠獨立承擔任務。“無人作(zuò)戰飛機”也因此應運而生(shēng),並且初具“智能化(huà)”。
美國從(cóng)1991年的海灣戰爭中,就開始廣泛使用無人作戰飛機。曾有一(yī)位美軍無人作戰飛機操作員布賴恩特表示,他所在的部隊(duì)在他任(rèn)內6年中,殺了1600人以上,不少是兒童。後續經過調查,被美軍無人(rén)機擊殺的人(rén)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(zài)令人作嘔。
美(měi)國軍用無人機用途(tú)比較惡心,但(dàn)是美國在無人機領域的(de)技術發展卻(què)頗有建樹。目前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(qì)式無人駕駛隱形轟炸機。另(lìng)外美國還開發出全球(qiú)首款可重複使(shǐ)用的無(wú)人太空飛機,X-37B空天戰鬥機,該飛機曾一度被冠上“未來太空戰鬥機”的稱號。
美國無人(rén)機在軍事領域具有絕(jué)對(duì)優勢,但是在(zài)消費無(wú)人機市場很難有什麽建樹。因為(wéi)大疆的無人機占據了消(xiāo)費級無人機近8成的市場,鎖死壟斷不為過(guò)。2019年全球無人(rén)機(jī)市場規模達到180億(yì)美元,消費無人機占7成,7成中的90%份額被中(zhōng)國(guó)無人機民營企(qǐ)業拿走,因為目前全球排名前十的民用無人機企業中,中(zhōng)國占(zhàn)了(le)7家
從消費無人機專利來看,大疆占了3成,位列全球首位。第二和(hé)第三也是我(wǒ)國的易瓦特、深(shēn)圳(zhèn)道通兩家公司(sī),但專利申請量僅為大疆的(de)一半。2019 年年底(dǐ),大疆累計申請專(zhuān)利破萬,達到11700多件,其中國際專利有874件,專利申請全球第23,中國排第6。大疆如此能耐,都離不(bú)開一個人,汪滔。
大疆如何打臉美國?
汪滔,是大疆(jiāng)的CEO兼(jiān)CTO。按照大疆離職(zhí)員工所說,汪滔做事(shì)十分偏執與獨斷,並且要求(qiú)大疆的產品必須以精(jīng)品為向導,對於設計不好的(de)東西,會很直接(jiē)地(dì)罵‘這是什麽垃圾’。汪滔對於技術的執著,促使大疆在技(jì)術層麵取得極大的優勢,並且積累了深厚的技術底蘊,構築了(le)大疆在無人機領域無人能突破的技術壁(bì)壘(lěi),任何(hé)一家無人機的公司,都無法繞過大疆公(gōng)司的專利許可。
大疆擁(yōng)有眾多專利的同時,依托深圳完善的科技供應產業鏈,實現了從設計、製造、生產、研製一體的全產業鏈。大疆甚(shèn)至通過龐大的專利製(zhì)定行業(yè)標準,對(duì)美國的民用無人機廠商進行技術封鎖。之所以能做到這樣,就是因為大疆無人機的核心專利,對於消費無人機來說(shuō)是(shì)不(bú)可(kě)替代的(de)。其中最重要(yào)的就(jiù)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(bèi)等(děng)三大硬件。有了這三大件,大(dà)疆才能使無人機在高空飛行時,能實現姿態穩定,可以實現在複雜環境中的飛行任務和應急控製。並(bìng)且大疆在飛控技術中,創新地(dì)引入了計算機視覺與AI技術。
計算機視覺是使用攝(shè)影機和計算機代替人眼(yǎn),對目標進行識別、跟蹤和(hé)測量,並利用機載計算機進一步做圖(tú)像處理,處理成適合人眼(yǎn)觀測或者方便儀器(qì)檢測的圖像。要具備計算機視覺技術,這有一個前提,那就(jiù)是(shì)搭載的攝像機要好,大(dà)疆的雲台相機滿足了所有的需(xū)求。
大疆已經將自己的(de)無人機航拍(pāi)提升到專業角度,並且擁有專業(yè)級(jí)航拍的產品線。加上大疆自(zì)主研發的計算機視覺技術,可(kě)以給無人機係統提供決策(cè)數據,讓大疆的無人機時刻進行學(xué)習(xí),並隨時識別周邊物體,進行障礙感知,並判斷當下的飛行環境,在一定條件下實現自主飛行和智能跟隨,並(bìng)在(zài)複雜的(de)飛行環境下也能人為操作使用。
這些技術除了幫助大疆在無人機領域成為老大,也讓大疆在自動駕駛領域頗(pō)有收獲。在今年的上海車展上,大疆展示了自(zì)產的(de)自動駕駛係統,還宣布和五(wǔ)菱汽車、大眾等汽車廠商會有進一步的合作。
大疆的成功,讓美國屢屢對大疆(jiāng)下黑手,從2017年美國政府(fǔ)就禁止美國(guó)軍(jun1)隊(duì)采購大(dà)疆無人機。但是因為大疆出(chū)色的航拍能力以及便宜的價格,美國部分軍人忽視(shì)該禁令進行采購,最後該禁令(lìng)也隻能不了(le)了(le)之。
從去年開(kāi)始,美(měi)國官員就在推動美國軍方不要采購(gòu)大疆無人機。不過大疆過硬的產品質量(liàng),以及便(biàn)宜的(de)價格,甚至得到了五角大樓(lóu)的“特別豁免權”。不過在去年年底,美國商務部還(hái)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(zǔ)礙,主要原因是大疆無人機的很多(duō)MEMS配件(jiàn)也叫微機電係統,是將微電子技術與(yǔ)機械(xiè)工程融合到一起,製造出具備功能性的傳感器(qì)。目(mù)前大疆的無人機對美國傳感器依(yī)賴較大。日媒曾經拆解大疆無人機並(bìng)進行分析(xī),部(bù)分核心(xīn)傳感器其(qí)中涉及圖像處理器方案芯片、信(xìn)息同步傳輸芯片、避障傳感器前端模塊、GNSS衛星定位方案芯片等都來自美國公司。
而MEMS配件的加工技術主要從半導體製造技術發(fā)展起來,其中就包括光刻、腐蝕、薄膜、LIGA、矽微加工等精密機械加工技術,而這(zhè)些恰恰(qià)就(jiù)是我國工(gōng)業短板,所以禁令對大疆的(de)發展確實有了一些影響。不過考慮到大疆的專利技術,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(cái)中“反複橫跳”,製裁如同廢紙。
當(dāng)然,不同於5G技(jì)術(shù),大疆的消(xiāo)費無人機對美國來說更多是錢的(de)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。而我們也清楚中國不破(pò)精密機械加(jiā)工這道坎,中國現代化轉型必(bì)然受到(dào)掣肘。
中國(guó)精密機械加工如何破局?
精密機械製(zhì)造業是(shì)關係到我國未來發展的戰略性產業,國家自然十分重視,近幾年中國傳感器市場發展很(hěn)快,尤其是“十三五”期間,我國傳感(gǎn)器領域突飛猛進,MEMS產業的市場規模從2016年的(de)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、珠三角以及(jí)中部(bù)地(dì)區都在大力發(fā)展MEMS產業建設相關產業園區。
雖(suī)然發展迅速,但是不能忽視的(de)是,我國和西(xī)方的先進水準依(yī)舊有著不小的差距。主要是兩(liǎng)個原因,第(dì)一個(gè)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(xìng)能指標,和先進標準差了兩代,高性能MEMS傳感器依賴於進口。
因(yīn)為(wéi)傳(chuán)感器的(de)市場,主要被美國、日本、德國的公司占有,目前全(quán)球(qiú)傳感器大約有2萬種左右,而國內隻能生(shēng)產其中的1/3,主要集中在低端產(chǎn)品和(hé)市場,高端(duān)依賴於進口必然會導致國產的傳感器難以規模化應用(yòng),難(nán)以發展。
而美國MEMS傳感器能發展起(qǐ)來,也是因為美國(guó)的(de)技(jì)術前瞻性,美國(guó)政府在80年代初就組織(zhī)起了國家技術(shù)小組,幫助企(qǐ)業進行傳感器(qì)技術開發工作。所以美國保持了在高新(xīn)技術領域的優勢,並(bìng)促使美國(guó)軍事工業的強大。據(jù)美國統計(jì),關係到美國發展的22項核心技術中,有(yǒu)6項與傳感器有關。
當(dāng)然,我國也很早就意識(shí)到了傳感器的重要性,從上世(shì)紀60年代就開始了傳感器製造業的發展。但是受製於我國的工業底子薄,發(fā)展比較緩慢,1982年國內才開始MEMS的加工(gōng)技術的研究工作。
到了上世紀90年代,我國相繼突破了矽(guī)微機械加工技術的相關(guān)技術,並建立了多個傳感技術國家級的實驗室和研發基(jī)地。“九五”期(qī)間,我國在重要的51個傳感器的上實現突破,並初(chū)步建立了(le)我國的傳感器(qì)產業。
隨著(zhe)我國(guó)市場規模越來越大(dà),對於傳感(gǎn)器的需求與日俱增,尤其是(shì)汽車電子和通信電子應用市場,對於傳感器需求發展最快,主要集中(zhōng)在智能手(shǒu)機、智能汽車和自動駕駛方麵,我國這些領域的發(fā)展(zhǎn),也成為推(tuī)動我國MEMS傳感器發展的重要因素。
隨著國內MEMS製造水平不斷提高,加上我國擁(yōng)有完善的工業體係,價格方麵(miàn)優勢明顯,尤其是在疫情期間,各個國(guó)家的製造業停(tíng)滯。在我(wǒ)國政府的推動下,大批的晶圓(yuán)代(dài)工廠(chǎng)紛紛將工廠遷回國內。例如(rú)台積電,在國內多處建廠,台積電不僅代工芯片也代工MEMS傳感器,必然會推(tuī)動國內IC集(jí)成電路芯片廠和MEMS工廠(chǎng)開始蓬勃發(fā)展。
不過要在技術上超越,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“心髒”,對於創新性人才需求(qiú)極多。MEMS與IC區別不小(xiǎo),因為MEMS需要的複合型人才,既(jì)要懂微電子,又需要懂力(lì)、聲、光、電、磁、熱等多種物理科學,對(duì)於從業者的要求較高,所以也對我(wǒ)國教育發展提出要求。
在市場的推動(dòng)下,未來國內必然會有一批頂尖的MEMS科研團(tuán)隊和代工廠出現,並推動我國數字化和智能化轉型。老子雲:執大象,天下(xià)往。我們擁有著最完善的工業鏈,最合適國家發展的製度“土壤”,我們國土上已經(jīng)誕生了華為、大疆等科技巨頭企業企業,必然未來還會有一批頂尖的科技企業出現。而我們要做的就是給國家的發展一些耐心和支持。
