半導(dǎo)體行業(yè)專家池憲念告訴《中國電子報》記者,低空經(jīng)濟(jì)中使用的芯片可能需要更加注重以下幾個方面:一是抗干擾性,空中環(huán)境可能比地面更為復(fù)雜,需要更強(qiáng)的信號處理能力和抗干擾設(shè)計。二是低功耗,無人機(jī)受限于電池容量,因此芯片需要更高效的能耗管理。三是體積與重量方面,由于空間和載重限制,這要求芯片在不犧牲性能的前提下,要盡可能小型化和輕量化。四是實時數(shù)據(jù)處理能力,無人機(jī)需要實時處理大量數(shù)據(jù),包括傳感器數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)和通信數(shù)據(jù)等,以確保無人機(jī)能夠快速響應(yīng)各種情況。五是環(huán)境適應(yīng)性,無人機(jī)芯片需要在各種環(huán)境條件下穩(wěn)定運(yùn)行,需要能夠承受更廣泛的溫度范圍和更高的振動沖擊。
細(xì)分到芯片種類,隨著低空經(jīng)濟(jì)的深入發(fā)展和應(yīng)用場景的不斷豐富,需要通信芯片具有更高帶寬與更低時延,為支持實時高清視頻傳輸、海量傳感器數(shù)據(jù)回傳以及遠(yuǎn)程實時控制,通信芯片需提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更低的通信時延,在保證性能的前提下,降低能耗,延長飛行器的續(xù)航時間,以保證飛行器的高效運(yùn)作和精確控制。此外還需要具備更強(qiáng)的抗干擾能力,在低空飛行環(huán)境下,信號干擾問題更為突出,包括大氣條件變化、建筑物遮擋、電磁環(huán)境復(fù)雜等。因此,通信芯片需要具備優(yōu)異的抗干擾能力、穩(wěn)定性和高可靠性,確保在復(fù)雜惡劣環(huán)境下的可靠通信。
池憲念表示,針對低空經(jīng)濟(jì)的通信芯片還應(yīng)具備多模式通信能力,為了適應(yīng)不同的應(yīng)用場景和需求,通信芯片需要支持多種通信標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議,包括但不限于5G/6G、Wi-Fi、藍(lán)牙、衛(wèi)星通信等,實現(xiàn)靈活的網(wǎng)絡(luò)接入和多網(wǎng)絡(luò)協(xié)同工作。
此外,無人機(jī)等低空飛行設(shè)備對能源效率的要求越來越高,電源管理芯片如何在保證性能的同時,通過低功耗設(shè)計來延長設(shè)備的續(xù)航時間就成了關(guān)鍵。
專家告訴記者,電源管理芯片需要在轉(zhuǎn)換電能時盡可能減少能量損耗,使用高效率的轉(zhuǎn)換技術(shù),如同步整流、軟開關(guān)技術(shù)等,可以顯著降低轉(zhuǎn)換過程中的功耗。還可以通過智能算法和傳感器監(jiān)測無人機(jī)的能源使用情況,根據(jù)無人機(jī)的工作狀態(tài),實時調(diào)整電源管理策略。例如,在飛行過程中,當(dāng)負(fù)載需求較低時,可以關(guān)閉部分系統(tǒng),降低電壓以減少功耗;在需要高負(fù)載時,再提高電壓以滿足需求。
此外,電源管理芯片需要與電池管理系統(tǒng)緊密配合,優(yōu)化電池的充放電過程。通過精確控制電池的充放電,可以延長電池的使用壽命,提高整體能源效率。并且要設(shè)計有效的熱管理系統(tǒng),確保電源管理芯片在高效運(yùn)行時不會過熱。使用熱管、散熱器等技術(shù),將芯片產(chǎn)生的熱量有效導(dǎo)出,保持芯片在最佳工作溫度。
小鵬匯天“陸地航母”飛行汽車
芯片設(shè)計面臨挑戰(zhàn)孕育新機(jī)遇
當(dāng)下,很多芯片公司都已經(jīng)開始涌入低空經(jīng)濟(jì)這一“藍(lán)?!?,面對低空經(jīng)濟(jì)提出的挑戰(zhàn),各大企業(yè)不斷攻堅克難,拿出了全新的產(chǎn)品填補(bǔ)市場空缺。
此前,飛騰科技與中電互聯(lián)發(fā)布了“基于飛騰芯片的工業(yè)級無人飛行控制器核心控制及低空數(shù)據(jù)鏈安全可信系統(tǒng)”,據(jù)了解,該系統(tǒng)基于飛騰騰瓏E2000D雙核嵌入式芯片,后者是飛騰面向新一代工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景下,開發(fā)的一款低功耗、高算力、高性能CPU芯片,廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)通訊、數(shù)據(jù)計算以及存儲等場景,可有力提升工業(yè)級無人機(jī)飛行可靠性、復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)性及抗電磁干擾能力,目前已在陜西省、延安市等地區(qū)項目中得到應(yīng)用。
瑞芯微和聯(lián)芯也已經(jīng)推出了適用于無人機(jī)的芯片產(chǎn)品,并在實際項目中得到了應(yīng)用驗證。這些芯片產(chǎn)品不僅提升了無人機(jī)的性能,也為低空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展注入了新的動力。芯訊通表示,其高算力模組SIM9650L可助力飛行器處理計算任務(wù),滿足低空經(jīng)濟(jì)算力需求。成都華微表示,目前公司的產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于特種領(lǐng)域,涉及電子、通信、控制、測量等技術(shù)范疇。公司芯片主要為通用性芯片,從技術(shù)角度看,可以覆蓋低空經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用需求。
盡管當(dāng)前的低空經(jīng)濟(jì)還處于發(fā)展的初期,芯片產(chǎn)業(yè)在性能、成本、安全、標(biāo)準(zhǔn)等方面,仍面臨很多的挑戰(zhàn),但隨著我國政策支持力度逐漸加大,以及各大企業(yè)的不斷努力,芯片的更新迭代將成為低空經(jīng)濟(jì)騰飛的關(guān)鍵推動力之一。