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| 本文作者： 吳優 | 2020-06-16 20:07 |
據科技日報6月15日報道，中國工程院院士劉韻潔表示，南京網絡通信與安全紫金山實驗室已研制出CMOS毫米波全集成4通道相控陣芯片，并完成了芯片封裝和測試，每通道成本由1000元降至20元。同時，該實驗室封裝集成1024通道天線單元的毫米波大規模有源天線陣列。芯片與天線陣列力爭在2022年商用于我國的5G系統。
1999年，中國科技部部長徐冠華曾說“中國信息產業缺芯少魂”。其中，“芯”是指芯片，“魂”則是操作系統。現如今，中國經過20多年的發展，正逐步讓“缺芯少魂”成為歷史。
圖片源自：紫金山實驗室官網
5G移動通訊領域的突破
顧名思義，5G毫米波芯片即適用于5G移動通訊領域的芯片，是寬帶衛星通信和5G毫米波通信的關鍵核心器件。
根據5G頻譜的范圍劃分，可將5G頻譜劃分為FR1和FR2，FR1即450MHz到6Gz，或稱作Sub-6，FR2即24GHz到52GHz，這段頻譜的波長大部分都是毫米級別，因此也稱之為毫米波。
一般而言，頻段越高，射頻電路、器件以及天線的設計難度就越大，對技術的要求更高，成本也就更高。2G、3G和4G移動通訊的頻段就基本在2.7GHz以下，當低頻段的頻譜資源被耗盡時，就只能在高頻段獲取頻譜資源，所以位于高頻段的毫米波頻譜，坐擁大量潛在的未被充分利用的頻譜資源，研發毫米波器件便理所當然地成為未來推動5G發展的方向之一。
但研發毫米波器件的成本較高，早期主要應用于軍事領域，隨著自動駕駛、5G、安檢等技術的發展，毫米波芯片在民用領域也得到了研究和應用。對于我國而言，毫米波芯片長期被國外壟斷，是我國短板中的短板。
此次南京網絡通信與安全紫金山實驗室所研制出的5G毫米波芯片，將助力與我國5G商用，是我國5G移動通訊領域的一次重大突破。
有望成為全球供應鏈的主要提供者
5G毫米波芯片的難點在于，該芯片需要用在移動設備上，但因為毫米波本身波長短，衍射能力差，所以對于適應該芯片的移動設備而言，單個天線和單個相控陣是不夠的，只有多個相控陣，才不至于被手擋住信號。但設計多個通道的相控陣成本太高，這也是全世界共同面臨的難題。
此款國產5G毫米波芯片，于今年1月19日首次曝光。相關新聞顯示，東南大學網絡通信與安全紫金山實驗室在今年1月19日的發布會上宣布一款自主研發的毫米波相控陣芯片問世，實現了我國在該項技術的突破。
據悉，此次技術突破是基于東南大學移動通信國家重點實驗室承擔的國家863計劃5G研究開發、國家重大科技專項等多個項目所形成的技術積累，在世界上首次較為徹底地解決了阻礙CMOS毫米波通信的芯片問題，從芯片、模塊到天線陣面全面實現自主可控，技術水平處于國際領先。
短短五個月的時間里，紫金山實驗室同深南電路股份有限公司、天銳星通科技有限公司聯合成立相控陣芯片與系統聯合實驗室，同江寧經濟科技開發區、天銳星通科技有限公司簽署CMOS毫米波芯片與相控陣天線研發與產業化合作協議，完成了芯片的封裝與測試，并將每通道成本由1000降至20元，這無疑是國產芯片發展強勁有力的一步。
產學研相結合，促使5G毫米波芯片在短時間內取得較大的進展，不僅打破了“缺芯少魂”尷尬局面，且有望助力中國在毫米波相控陣核心芯片這一核心技術方面成為全國供應鏈的主要提供者。
雷鋒網小結
芯片產業鏈本就具有全球性，僅僅憑借一個國家的力量無法完成芯片的生產。“缺芯少魂”的原因不能歸咎于我國尚未實現國產芯片自主化，而是我國尚未擁有一項其他國家無法替代的技術。5G毫米波芯片的成功研發，便是助力中國“芯”建設的一大步。
我們對中國“芯”的期待不止于此，今年以來，中國半導體企業紛紛上市科創板，募集資金加大開發力度。為此，雷鋒網邀請到華登國際副總裁蘇東于明晚（6月17日）20:00為大家講述以《半導體投資的邏輯以及科創板帶來的機遇與挑戰》為主題的公開課，與大家分享中國集成電路的崛起之路、半導體未來發展的驅動力以及科創板帶來的機遇與挑戰，歡迎大家前來觀看。
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