芯片巨頭推動消費無人機進入2.0時代

    2015 年以來，高通、英特爾、三星、英偉達及國內芯片廠商等均已進入無人機市場。這些廠商目前推出了各具特色的無人機芯片解決方案，其共同的方向是推動無人機小型化、智能化、降低無人機製造成本、縮短技術開發時間，從而降低該行業技術壁壘。

 

    芯片巨頭的加入將助推消費無人機進入2.0 時代。第一代消費無人機主要是單片機，飛控芯片集成度低，圖傳、GPS、自動駕駛儀等模塊必須單獨采購並外接入芯片。在這種芯片解決方案之下，無人機飛控體積大多較大、計算性能低並且能耗較高，這就構成了第一代無人機的主要技術瓶頸。

芯片巨頭的加入動搖了第一代無人機的技術競爭基礎，可能導致行業格局的洗牌。技術門檻降低之後，行業巨頭原有的技術優勢消失，而後發競爭者現階段可能實現對行業巨頭的超越。從智能手機的發展曆程來看，此階段反超的機會可能來自於企業行之有效的研發投入與技術反超戰略(華為)，也可能來自於小米的低價高配策略並形成獨特品牌優勢，還有可能來源於挖掘行業的差異化競爭機會(OPPO)。

 

    1、 高通無人機芯片高度集成，大幅降低無人機製造成本

 

    SnapdragonFlight 是高通最新推出的無人機設計平台，目前已應用於國內廠商零零無限的小型無人機產品hover camera 及零度智控的自拍無人機dobby 的樣機。這是高通為無人機專門定製的首款芯片，也是高通收購KMEL Robotics、投資3D Robotics、持續布局無人機市場後的首個落地產品。

 

    Snapdragon Flight 的主要特征包括：(1)尺寸小巧，規格為58mm*40mm，總麵積僅為23.2平方厘米，而以往無人機芯片組的麵積動輒上百平方厘米。尺寸的縮小有助於大大降低計算能耗，有望將現有的消費級續航能力由從20 分鍾延長到45-60 分鍾。(2)高度集成，這塊芯片將圖傳、2*2 802.11n WiFi 通信、藍牙4.0、射頻接收器、GPU、5Hz GNSS 定位功能以及基於Hexagon DSP 的實時飛行控製等多個模塊集成到一塊主芯片板上，徹底改變了原有的單塊飛控板接入多功能模塊的無人機芯片方案。(3)處理器性能卓越，snapdragon 801 SoC 屬於高通中高端處理器產品，目前支持世界上一些熱門智能手機的應用。(4)支持雙目視覺、高通快充技術等高級功能。
 

    SnapdragonFlight 的根本優勢在於大幅降低無人機的製造成本與售價。高通聲稱，長期來看，這款芯片可把4K 無人機的平均價格從約合人民幣7791 元拉低至約合人民幣2597元。結合高通芯片對於智能手機成本的降低及對於整個智能手機行業的衝擊與重塑來看，我們認為未來Snapdragon Flight 或將對無人機行業帶來類似的影響。

 

    目前來看，高通芯片促使無人機成本下降的推動因素之一是芯片生產的規模化。此前，無人機芯片領域的主要產品為意法半導體STM32 係列、德州儀器OMAP3630、Atmel Mega2560 芯片、XMOS XCORE 多核微控製器，這些產品不具備絕對的市場主導能力，加上無人機產量遠未完全釋放，芯片生產的規模化效應尚未顯現。高通無人機芯片具有與其智能手機相同的處理器，也可能包括其他一些相同部件，因而可以享受其芯片規模化生產帶來的成本優化效應。

 

    高通芯片促使無人機成本下降的推動因素之二是芯片的高集成化，這也是最重要的原因。

 

    芯片功能高度集成直接的影響是為無人機節省多個高價格的功能部件，包括飛控板、圖傳模塊、信號傳輸模塊、GPS 導航、電子調動模塊等等。根據玩家DIY 所使用的各個配件成本來計算，這些部件合計占開源飛控的無人機成本近40%(使用APM 等中等價位的飛控板)，占非開源飛控的無人機成本30%以上(大疆使用自主開發及生產的Naza飛控板，價位偏高)。

 

    據國內一些無人機廠商消息稱，Snapdragon Flight 目前正處於放量前期。我們判斷，該款芯片產品一旦放量，無人機產品價格有可能會像智能手機產品價格一樣經曆快速下滑。

 

    與此同時，該款芯片憑借尺寸小、質量輕、性能強勁等特點，將非常有利於小型無人機產品的開發。

 

    2、 英特爾無人機芯片玩轉黑科技，以智能化為終極目標

 

    英特爾同樣積極布局消費無人機市場，但與高通不同，其定位是智能化。英特爾日前發布基於Edison 芯片的無人機技術開發套件，尤其強調對於無人機自動避障和跟隨功能的開發。這塊芯片相比於高通而言，在尺寸上、功耗上與價格上都不具備競爭優勢，但其擁有英特爾自主開發的Realsense 視覺技術，可以讓無人機實現自主視覺識別功能，是促進無人機邁向真正的無人操作和智能化的關鍵一步。英特爾投資的昊翔台風H 無人機上已搭載了帶有Realsense 功能的Edison 芯片，但目前仍處於樣機階段。

 

    英特爾在無人機視覺方麵相較於其他芯片廠商走得更遠。Realsense 基於紅外激光，相比於高通的雙目視覺技術，規避了計算機視覺識別物體的大量計算，並且有效提升了精度。其基本原理是通過打出一束紅外光，以左紅外傳感器和右紅外傳感器追蹤這束光的位臵，然後用三角定位原理來計算出 3D 圖像中的“深度”信息。通過配有深度傳感器和全1080p 彩色鏡頭，能夠精確識別手勢動作、麵部特征、前景和背景，進而讓設備理解人的動作和情感。據英特爾透露，Realsense 的有效測距可達10 米。

 

    英特爾在智能化方麵還將繼續深入，其物聯網及智能化布局包括四大平台，而其中的Aero Drone Board 平台是專門針對無人機市場而搭建的。這一平台麵向無人機創業團隊，開發者可以使用Edison 內臵的Atom 及Quark 兩個處理器，Quark 負責數據的采集，而Atom 則負責數據分析處理。同時，Edison 模塊也提供了雲的支持，用戶可以通過後端的雲平台，從而實現更多的功能和服務。

 

    除無人機視覺技術，Aero Drone Board 對於無人機集群來說意義更大。如果需要操控一群無人機完成一項複雜的工作(比如送快遞)：在以前每台無人機就需要一名飛手，這樣就需要大量的專業飛手才能保證無人機能夠完成這項工作，而且由於人的差異性，有時候還會出錯;當有了Aero Drone Board 之後，開發者隻需要通過軟件對無人機進行設定，根據工作任務和無人機的種類進行分工，之後剩下的工作就可以交給無人機自己來完成。不但節約了人工成本，而且效率也更高。目前，英特爾已在美國、加拿大等一些景點舉辦了以”Drone 100“為主題的無人機群組飛行展覽。

 

    3、 芯片之爭加速引領無人機走向小型化、智能化、低成本

 

    除高通、英特爾之外，英偉達、三星以及國內芯片廠商聯芯、全誌等均加入了戰局。目前，英偉達、聯芯等已經開發出為無人機專門定製的Jerson TX1 和LC1860 芯片模組，三星於15 年推出可通用於無人機、洗衣機等聯網設備的Artik 芯片組，而全誌的物聯網芯片R 係列是小米這次無人機產品所應用到的芯片產品。

 

    芯片廠商具備各自的競爭優勢，有望加快帶動無人機市場的成本優化與智能化。例如，高通傳統優勢為無線通訊技術和低功耗計算;對比目前主要的無人機芯片解決方案，高通snapdragon flight 的CPU 尺寸最小、主頻最高。英特爾RealSense 實感技術快速推進，未來在環境感知、測量等領域存在精度優勢。英偉達GPU 在硬件層麵擅長快速矩陣運算等圖形處理技術，Jetson TX1 芯片方案可勝任各類圖像圖形識別和高級人工智能任務。而國內的聯芯與全誌則具備高性價比優勢。無人機芯片市場的激烈競爭有利於發揮各個廠商的技術優勢，產生競爭的溢出效應，從而推動無人機產品技術進步。

 

    從IT 行業發展曆程來看，芯片集成化與性能優化是推動設備便攜化、智能化與低成本的重要動力之一。在摩爾定律的支配作用下，人類自1946 年第一台大型電腦ENIAC 誕生開始，快速經曆了大型機時代-小型機時代-PC 時代-移動終端時代，目前已來到物聯網時代。智能化與低價化趨勢既表現在這一設備演進的軌跡之中，也表現在PC、移動終端與可穿戴設備等領域內部。

 

    從芯片集成化與性能優化這一角度來看，無人機設備仍有很大進步空間。目前無人機主要采用單片機通過接口連接多個功能模塊這一芯片解決方案，據高通統計，整體方案所占麵積高達183cm2，包含大量電子元器件的運算，且很少具備智能功能模塊，這就導致無人機在規格上偏向於笨重，續航上往往隻能持續20min 左右，缺乏智能化功能、無法實現真正意義上的 “無人控製”，以及成本上的居高不下。未來，伴隨無人機領域的芯片之爭加劇，將不斷突破這些目前製約無人機產品進步的瓶頸因素，從而推動無人機走向小型化、智能化、低成本。

 

    4 、技術門檻下降動搖行業領導者競爭優勢，非領導廠商仍具備反超機會

 

    消費級無人機市場此前的競爭焦點在於參與者的技術比拚。以大疆為例，其之所以能夠超越競爭對手、取得目前如此大市場份額的原因，是其遙遙領先的技術優勢。大疆早已完成了“預研一代、應用一代、降價一代”的層級研發體係。所以大疆在正式銷售雙目視覺技術的精靈4 時，其他優秀廠商都還隻能展示原型機，而一般廠商隻能跟風對標其在降價的產品。

 

    無人機芯片技術的日益成熟動搖了之前的競爭基礎，將構成對於現有行業領導者的挑戰。芯片廠商的競爭加快了技術進步的步伐，從而加快克服原先製約無人機發展的技術障礙與成本因素，動搖了以技術為核心的競爭基礎。當行業內大部分廠商都能享受到先進的芯片技術時，原本依靠領先技術的優勢的大疆、Parrot 等企業將感到前所未有的競爭壓力。

 

    對於非行業領導者和新進入者而言仍有機會。消費無人機市場有可能成為另一個智能手機市場，行業領導者有很大風險被後進者替代，後進者則不缺乏趕超機會。小米的趕超實力來自於其出色的供應鏈優勢和營銷實力所支撐的高配低價，華為的趕超實力來自於其豐富的科研人才資源及企業管理能力，而國內另一領先企業OPPO 的競爭優勢為其差異化競爭策略。因此，消費無人機市場目前說塵埃落定還為時尚早，我們仍可以期待後進者的崛起。