今年以来,各地掀起加速发展低空经济的热潮,四川、江苏、广州纷纷加速出台相关政策,开启低空经济卡位战。其中,以无人机和eVTOL为主要形态的低空经济对芯片的需求极大,而且所需芯片的种类众多。在各地政策中,芯片产业作为低空经济腾飞的关键一环被重点提及,各地政府给予芯片企业多项福利政策,各大芯片企业都积极涌入这一创新赛道。
低空经济所需芯片种类繁多
低空经济作为当下新质生产力的典型代表之一,在政策引导和科技进步的双重推动下,正在快速崛起,无人机和通航企业数量增长显著。中国民航局发布的数据显示,截至2023年底,全国范围内已注册通航企业数量增长至690家,运营的航空器数量达到2900架,国内注册的无人机数量已达到126.7万架,同比增长32.2%;运营无人机的企业数量也增至1.9万家,市场规模持续扩大。赛迪研究院此前发布的《中国低空经济发展研究报告(2024)》显示,根据测算,2023年中国低空经济规模达5059.5亿元,增速达33.8%,预计2026年,我国低空经济规模有望突破万亿元大关。
随着低空经济各类产品的数量不断增加,类型不断丰富,对于芯片的用量和技术要求也水涨船高。
据了解,就低空经济产业中的民用无人机而言,需要涉及起码11种芯片。例如,用于实现无人机与地面站或其它无人机之间无线通信的通信芯片;用于管理无人机的电力系统,包括电池充电、电压转换等的电源管理芯片;用于处理飞行控制算法、图像识别、路径规划等任务的处理器芯片;还有包括GPS/GNSS定位芯片、惯性测量单元(IMU)、气压传感器、温度传感器、湿度传感器等传感器芯片可以用于监测飞行器的状态和环境条件,以及光谱传感器、风速和风向传感器、空气质量传感器等用于拓展不同应用场景的特定传感器芯片。这些芯片支持着无人机最核心的飞行管理与控制系统(飞控系统),相当于无人机系统的“心脏”,对无人机的稳定性、数据传输的可靠性、精确度、实时性等都有重要影响,对其飞行性能起着决定性作用。
中国航空器拥有者及驾驶员协会秘书长陈国华表示:“以无人机和eVTOL为主要形态的低空经济是高度自动化、智能化的体系,对芯片的需求极大,其中,通信芯片主要用于实现设备间的信息传输和数据处理,通信类的芯片包含无线收发器芯片组(射频芯片)、5G调制调解器芯片组、卫星通讯芯片组、数据链路芯片组等,这些都是保障飞行必须的功能,几乎涵盖了低空飞行器运行的所有应用场景。”
此外,低空经济的发展不仅推动了无人机芯片的需求,为了保障低空经济的通信需求,预计将有大量5G-A基站得到部署,其数量级有望达到百万级别,其中约70%的基站将由现有的5G基站进行改造升级,这也将显著增加对基站芯片的需求。
低空经济提出“芯”要求
无人机和eVTOL等低空经济产品对于芯片的要求,并不像我们使用的手机和电脑,需要过于高端的芯片。北航无人系统研究院工程师杨炯表示,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,但民用无人机追求高性能、小体积、低功耗,对芯片也提出了很多新要求。
芯片设计面临挑战孕育“芯”机遇
当下,很多芯片公司都已经开始涌入低空经济这一“蓝海”,面对低空经济提出的挑战,各大企业不断攻坚克难,拿出了全新的产品填补市场空缺。
此前,飞腾科技与中电互联发布了“基于飞腾芯片的工业级无人飞行控制器核心控制及低空数据链安全可信系统”,据了解,该系统基于飞腾腾珑E2000D双核嵌入式芯片,后者是飞腾面向新一代工业互联网及物联网应用场景下,开发的一款低功耗、高算力、高性能CPU芯片,广泛应用于数据采集、数据通讯、数据计算以及存储等场景,可有力提升工业级无人机飞行可靠性、复杂环境适应性及抗电磁干扰能力,目前已在陕西省、延安市等地区项目中得到应用。
瑞芯微和联芯也已经推出了适用于无人机的芯片产品,并在实际项目中得到了应用验证。这些芯片产品不仅提升了无人机的性能,也为低空经济的发展注入了新的动力。芯讯通表示,其高算力模组SIM9650L可助力飞行器处理计算任务,满足低空经济算力需求。成都华微表示,目前公司的产品广泛应用于特种领域,涉及电子、通信、控制、测量等技术范畴。公司芯片主要为通用性芯片,从技术角度看,可以覆盖低空经济领域的应用需求。
尽管当前的低空经济还处于发展的初期,芯片产业在性能、成本、安全、标准等方面,仍面临很多的挑战,但随着我国政策支持力度逐渐加大,以及各大企业的不断努力,芯片的更新迭代将成为低空经济腾飞的关键推动力之一。