突发!断掉5G还不够?美国将全面断供!华为的传感器等技术自研是出路!

2023-02-02
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 昨日(1月31日),外媒路透社称,美国政府官员正在制定一项拒绝向华为供应产品的新正式政策,其中包括5G级别以下的产品,涉及4G产品、Wi-Fi 6和Wi-Fi  7、人工智能以及高性能计算和云计算产品。

外媒,并可能最快在今年5月份实施——这一日期恰巧是华为被全面列入“实体清单”的4周年之际。

这次断供,显然比过往更加严厉和全面,制裁已是常态,技术自研成为华为的“活命法宝”,不止是万众瞩目的芯片,传感器作为消费电子、物联网、汽车电子等领域的重要基础器件,华为同样早已投入巨额研发。

这次断供如果落实,对华为有什么影响?华为的传感器自研之路如何走?有什么布局?管中规豹,透过华为的传感器自研,我们可以看到华为的企业韧性。

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断了华为的5G还不够,4G、WiFi 6/7全部断供,赶尽杀绝?华为岌岌可危!

讲个冷笑话,全球第一通信设备商、全球5G专利族数量第一企业、5G技术全球领导者——华为,是5G时代唯一一家卖4G手机的厂商。

然而,这不是笑话,这是事实。这一事实也说明了,此前美国政府对华为的技术制裁,无疑取得了非常“出色”的成果。

此前,美国政府在2019年将华为列入实体清单,限制大多数美国供应商向华为运送商品和技术(除非他们获得出口许可),这些技术主要是5G、先进芯片制造等尖端技术。

因此除了没有5G手机外,华为足以引以为傲的麒麟芯片也没了。麒麟芯片是唯一一款具备领先优势的国产手机SOC芯片。

2022年底,市场研究机构Counterpoint Research发布了2022年第三季度全球智能手机AP(应用处理器)市场报告,结果显示,备受网友关注的华为海思麒麟芯片当季的出货量占比已经从第二季度的0.4%下降到几乎0%。这意味着华为海思麒麟芯片仅有的库存也已经消耗殆尽。

曾经,在消费电子领域,麒麟芯片与高通的“骁龙”,苹果的“A”系列新品齐名,甚至占据了中国最大手机芯片的宝座,如今已成绝唱。


但在特朗普执政末期和拜登执政初期,美国政府仍在为特定于4G应用的项目发放出口许可证。例如,高通公司在2020年被批准向华为出售4G智能手机芯片。

另据2021年10月美国国会披露的文件,当时已有113家华为供应商获得了总额610亿美元的出口许可证,能够向华为供货。 

华为得以在绝境挣扎,此后采购高通等企业的芯片,发布了多款手机——虽然这些手机都没有5G网络功能。

此次,美国政府似乎要真正的赶尽杀绝,除5G级别产品外,4G产品、Wi-Fi 6和Wi-Fi  7、人工智能以及高性能计算和云计算产品等等都将列入制裁名单内。

可想而知,这个影响对华为来说是巨大的。

4G、Wi-Fi 6等都是如今主流通信技术,拥有巨大的市场份额,而对Wi-Fi 7,作为全球通信巨头之一,华为也同样雄心勃勃。

而云计算、人工智能、高性能计算等已早是华为的未来发展布局,据华为2021年报披露,华为云计算是公司重要的业务组成之一,与智能汽车解决方案、海思等并列。

▲华为2021年业务架构(来源:华为2021年报)

在此前的制裁下,华为的5G手机已经难产至今,从全球手机市场份额第三跌落到Others,华为消费电子业务奄奄一息

而如今4G手机是华为手机仅存的依靠,Wi-Fi 6和Wi-Fi 7、人工智能以及高性能计算和云计算产品等等都是华为的发展重心之一,华为会倒下吗?国产供应链准备好了吗?能支撑华为的需求吗?


自研才是出路!华为的传感器自研之路

除华为外,近几年,许多没有被美国列入制裁的中国半导体企业,想要通过收购国外先进技术公司,夯实自己技术实力,也都一一折戟。

全球MEMS代工龙头赛微电子,收购德国汽车芯片产线遭德国政府否决。闻泰科技已宣布收官的英国晶圆厂Newport Wafer Fab(NWF)收购案,也被英国政府驳回,并勒令退回NWF的股权,恢复到交易前的股权结构!

从华为等企业的制裁,到赛微电子、闻泰科技等企业的收购受挫,中国高科技产业想要发展的路似乎只有一条了,那就是自研!

从华为自主研发第一台交换机开始,技术自研的精神,早已深深烙印在华为的基因里。

▲C&C08 是华为自主研发的第一台数字程控交换机

制裁后,华为不仅没有放弃海思,放弃自研先进芯片的道路,反而加大了对海思的投入,提升海思的战略地位,曾一度传出华为使用“堆叠”方式的芯片即将面世的消息。

除芯片外,传感器与通信和计算机一起,被誉为现代通信技术的三大支柱。作为全球领先的ICT(信息与通信)基础设施和智能终端提供商,华为本身就有庞大的传感器需求。

华为开发的手机、电脑、平板、手表、车机、音响、VR眼镜等各种物联网设备都需要用到激光雷达、摄像头、光器件、MEMS麦克风等大量的传感器。华为对传感器技术的自研之路,早已布局许久。

早在2018年11月,新华社就报道:

华为将在法国东南部城市格勒诺布尔设立在法国的第五家研发中心,主攻传感器和软件研发。根据规划,2020年该中心将拥有30名专门从事传感器和软件研发的研究人员,届时华为在法国的研究人员将达近200人。

而此时美国对华为的制裁还无从谈起,中国企业还憧憬着“全球化”的美好。


加速投入传感器自研,华为进军传感器领域的契机

虽然传感器如此重要,而且大量信息产品需要用到传感器,但传感器的体量如此弱小,相对华为庞大的体量来说,属实有点“食之无味、弃之可惜”。

那么华为大规模进军传感器自研的契机在哪里?

那就是智能汽车前所未有的发展热潮,这个热潮连小米创始人雷军都不得不暂时放下小米,投入到这个造车浪潮中。汽车产业体量如此庞大,足以与房地产等并列,成为一个国家的经济支柱产业。

2019年5月,华为正式被美国列入“实体清单”。

仅仅相隔5个月后,2019年10月,在世界智能网联汽车大会高峰论坛上,华为轮值董事长徐直军就明确表示,华为要造激光雷达、毫米波雷达等智能汽车核心传感器

华为认为,在汽车真正走向自动驾驶的时候,其上需要配置激光雷达、毫米波雷达、摄像头等传感器。

而凭借5G等通信技术的积累,华为进入汽车感知传感器领域,似乎也顺理成章,如华为智能网联汽车解决方案所阐述,华为用强大的ICT实力串联起感知、通信、运算等各环节,实现全链路自研。

▲华为智能网联汽车解决方案

显然,华为进入智能汽车赛道,造激光雷达、毫米波雷达等传感器,是华为深思熟虑之后选定的未来发展方向,而美国的制裁,加速了这个进程。

华为智能网联汽车解决方案共包含“智能电动”、“智能驾驶”、“智能座舱”、“智能网联”和“云服务”五大板块。其中,“智能驾驶”是整套解决方案的基础,也将成为华为未来技术攻坚的第一个技术体现。华为将打造一个以华为昇腾芯片为基础的MDC智能驾驶平台。

围绕着MDC智能驾驶平台,华为计划将“智能驾驶”平台的API彻底开放,并与部件供应商、集成商、应用开发商等合作伙伴共同打造传感器生态智能驾驶应用生态,并进一步建立广泛的生态联盟。

因此,华为认为激光雷达、毫米波雷达、摄像头等传感器生态是智能汽车必须打造的基础硬件之一。

▲华为ADS智能驾驶全栈解决方案


华为的自研决心!从激光雷达到毫米波雷达,全部都是自研!

2022年3月,华为突然发布了一款毫米波AI超感传感器,这款传感器并非用于汽车领域,而是用于全屋智能,一时间令人惊诧。

这也是华为自研智能驾驶核心传感技术决心的缩影,不止是激光雷达,包括毫米波雷达甚至摄像头等传感器,华为均投入巨额研发。而该款毫米波AI超感传感器,就是华为车载毫米波雷达研发的“附带”成果。

华为进军汽车传感器领域,与其他厂商不同的是,华为拥有传感器+MDC+OS+算法等全套自研的实力,这是华为相比其他厂商最大的优势。


1、自研激光雷达

早在2016年,华为就已经开始研发激光雷达产品,到了2020年12月,华为正式发布车规级高性能激光雷达产品和解决方案——单轴转镜的 96 线激光雷达。


该产品是华为在对激光雷达要应对的独特场景分析后,选择微转镜扫描器架构,通过精准的扫描、光路控制,以此来提升点云精度的稳定性与一致性以及收发模块的光电转换效率。

据此前报道,已有北汽新能源ARCFOX HI版、长城汽车沙龙机甲龙、哪吒S、阿维塔11四款车型宣布搭载华为激光雷达。

其中,北汽新能源ARCFOX是与华为第一个深度绑定的汽车,也是首个搭载了华为三个激光雷达方案的量产第一车。

目前,华为位居全球激光雷达厂商第四,已是全球激光雷达领域的主要参与者!

▲数据来源:Yole激光雷达产业报告


2、自研毫米波雷达

华为在布局毫米波雷达领域也有着其独特的优势,不仅完全拥有5G技术(包含毫米波频段技术),在实现5G硬件设备过程中,也掌握了毫米波滤波器、倍频器、混频器、功分器等基础设计方法。

从上车的情况来看,2022年2月22日,江淮大众思皓E50 Apro正式下线,首发搭载华为智能驾驶系统,包括首次上车的华为自研77GHz前向毫米波雷达。

值得一提的是,随着自动驾驶要求的提升,传统毫米波雷达所存在的缺少高度感知、水平分辨能力不足,不支持垂直分辨等问题逐渐成为局限其发展的难题。对此,在华为看来,成像雷达必然会成为下一个高阶自动驾驶的必备武器。

2021年4月,华为发布了用于ADS(Autonomous Driving Solution)核心传感器——成像毫米波雷达,采用12个发射通道,24接收通道大天线阵列,比常规毫米波雷达3发4收的天线配置,提升了24倍,比业界典型成像雷达多50%接收通道。

除此之外,通过大阵列设计,华为4D成像雷达可支持远近两种波形,兼顾远距和近距广角覆盖,长波形支持18°内超过300米覆盖,短波形实现120°内的150米覆盖,完全满足十字路口等城区场景要求,将对齐摄像头和激光雷达目标。目前,华为4D成像雷达还未正式上车。

 

3、融合了摄像装置和雷达这两种传感器的专利技术

此外,华为积极探索汽车多传感器融合技术,此前华为公开了一项自动驾驶相关专利,据了解,该专利融合了摄像装置和雷达两种传感器。

从专利文件中我们可以清楚的了解到,华为申请的专利融合了摄像装置和雷达这两种传感器,同时还对两种传感器所获取的碍物分布信息进行了进一步的融合,融合完后的车辆可行驶区域以概率的形式进行表示。简单来说就是通过融合摄像装置和雷达,从而全面的获取到车辆周围的障碍物信息。


血压、血糖监测,运动健康传感器,华为的另一个自研重点

除激光雷达、毫米波雷达等汽车感知传感器外,华为也在消费电子领域布局众多的传感器自研资源,其中以运动健康领域传感器为重点。

2022年3月,华为在深圳坂田基地举行了第二批“军团”组团组建大会,“运动健康”军团赫然在列,这意味着运动健康业务在华为业务版图中的变化和重要性。

华为运动健康从成为军团开始,将转型为平台业务的身份。在这个平台上,将会整合华为在各个技术领域的优势,不断更新人体“八大系统”信息数字化技术、探索全新的数字健康研究和升级华为运动健康服务,形成华为运动健康全栈战略布局


人体状态信息监测——后台算法分析结果——给出适当的互动建议,这是标准的运动健康设备的工作流程。大家也可以看出,这一切的基础就是状态信息监测,要保证监测数据的准确性,核心之一就是传感器技术。所以华为在最早定义TruSeen™体征监测技术时,就确定了自研传感器的计划

在华为WATCH GT3上的传感器构型就是两组光源+8枚环形布局的光路传感器+弧面玻璃透镜,华为是业界首个使用8枚PD传感器的智能手表解决方案。

此外,华为发布WATCH D系列智能手表,通过自研传感技术,率先在智能手表实现血压测量功能。据相关报道称,华为正在进行血糖传感器的研发,将有望应用于智能手表的血糖监测。

对健康监测的准确性,也是许多人选择华为可穿戴产品的关键购买动力。而这个准确性的基础,来源于华为自研传感器技术。


除自研传感器外,华为投资的传感行业布局

除了自研传感器外,华为这两年还投资了不少传感器企业,用来巩固和完善自己的供应链,根据相关媒体资料,部分投资传感器企业信息整理如下:

纵慧芯光(激光雷达领域):主要研发和销售高功率和高透VCSEL激光器,这是激光雷达的重要光源,作为一种光电半导体,VCSEL 广泛应用于智能手机、数据通信、激光雷达等领域。同时,纵慧芯光也是华为手机ToF光源的抓哟供应商。2020年6月获华为哈勃投资。

思特威(CMOS图像传感器):主营方向是CMOS图像传感器集成电路芯片的研发、设计和销售,芯片主要用于安防监控,汽车车载和人工智能等领域。2020年8月获华为哈勃投资。

炬光科技(激光雷达领域):炬光科技主要从事激光行业上游的高功率半导体激光元器件、激光光学元器件的研发、生产和销售,拥有车规级汽车应用(激光雷达)核心能力,正在拓展面向智能驾驶激光雷达(LiDAR)、智能舱内驾驶员监控系统(DMS)等汽车创新应用场景的车规级核心能力。2020年9月获华为哈勃投资。

南京芯视界(激光雷达领域):主营固态激光雷达芯片、大数据中心超高速光电互联芯片及系统解决方案,其产品有单光子雪崩二极管 SPAD(接收器),SPAD 对光具有高敏感度,装配 SPAD 的激光雷达可以准确探测低反射率的物体,例如暗色着装的行人等。2020年9月获华为哈勃投资。

长光华芯(激光雷达领域):同纵慧芯光一样,长光华芯也是研发VCSEL的企业,已推出距离传感器、结构光(SL)、飞行时间(ToF)三大类产品,标准产品的波长包含808 nm、850 nm、940 nm等,是全球少数几家研发和量产高功率半导体激光器芯片的公司。2020年12月获华为哈勃投资。

深迪半导体(MEMS陀螺仪):主营业务为MEMS陀螺仪系列惯性传感器芯片,为消费电子及汽车电子市场提供商用MEMS陀螺仪芯片,以及为客户提供全面的应用解决方案。2021年8月获华为哈勃投资。


结语

自2019年以来,美国的制裁步步紧逼,我们听过了太多愤怒、无奈、斥责,但现在看来,以华为为首的民族企业仍然行走在美方高举的铡刀之下,核心技术的“卡脖子”造成了太多的身不由己。近年来,也正是由于美方的一次次当头棒喝,让我们意识到了在先进技术方面,国产企业仍存在差距。

同时,华为、赛微电子、闻泰科技等受阻的案例,也一再告诫国产厂商,技术自研才是硬道理。

从通信到传感器,华为正是一路靠着技术自研,构筑了自己的护城河,挖下友商难以逾越的壕沟,从而在竞争中取得领先优势。无论是交换机等通信设备,还是激光雷达、毫米波雷达、运动传感器等传感器领域,技术自研都是华为取胜的法宝。

然而,相比互联网技术等软科技,传感器等半导体硬科技,要突破更是有重重困难,需要国产供应链上下游企业的齐心协力!

道阻且长,行之将至。


本文部分资料引用自:

电驹《智能驾驶详解之华为ADS系列》

践机行事《从读懂每一次心跳开始,创新不止的华为运动健康业务》

物联网智库《不只5G!曝美国要进一步限制华为4G/Wi-Fi6/Wi-Fi7/人工智能和高性能计算.....》


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