據(jù)科技日?qǐng)?bào) 6 月 15 日?qǐng)?bào)道，中國(guó)工程院院士劉韻潔表示，南京網(wǎng)絡(luò)通信與安全紫金山實(shí)驗(yàn)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(cè)試，每通道成本由 1000 元降至 20 元。同時(shí)，該實(shí)驗(yàn)室封裝集成 1024 通道天線單元的毫米波大規(guī)模有源天線陣列。[BYG1] 芯片與天線陣列力爭(zhēng)在 2022 年商用于我國(guó)的 5G 系統(tǒng)。

　　1999 年，中國(guó)科技部部長(zhǎng)徐冠華曾說(shuō)“中國(guó)信息產(chǎn)業(yè)缺芯少魂”。其中，“芯”是指芯片，“魂”則是操作系統(tǒng)?，F(xiàn)如今，中國(guó)經(jīng)過(guò) 20 多年的發(fā)展，正逐步讓“缺芯少魂”成為歷史。

　　5G 移動(dòng)通訊領(lǐng)域的突破

　　顧名思義，5G 毫米波芯片即適用于 5G 移動(dòng)通訊領(lǐng)域的芯片，是寬帶衛(wèi)星通信和 5G 毫米波通信的關(guān)鍵核心器件。

　　根據(jù) 5G 頻譜的范圍劃分，可將 5G 頻譜劃分為 FR1 和 FR2，F(xiàn)R1 即 450MHz 到 6Gz，或稱(chēng)作 Sub-6，F(xiàn)R2 即 24GHz 到 52GHz，這段頻譜的波長(zhǎng)大部分都是毫米級(jí)別，因此也稱(chēng)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(shè)計(jì)難度就越大，對(duì)技術(shù)的要求更高，成本也就更高。2G、3G 和 4G 移動(dòng)通訊的頻段就基本在 2.7GHz 以下，當(dāng)?shù)皖l段的頻譜資源被耗盡時(shí)，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(fā)毫米波器件便理所當(dāng)然地成為未來(lái)推動(dòng) 5G 發(fā)展的方向之一。

　　但研發(fā)毫米波器件的成本較高，早期主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，隨著自動(dòng)駕駛、5G、安檢等技術(shù)的發(fā)展，毫米波芯片在民用領(lǐng)域也得到了研究和應(yīng)用。對(duì)于我國(guó)而言，毫米波芯片長(zhǎng)期被國(guó)外壟斷，是我國(guó)短板中的短板。

　　此次南京網(wǎng)絡(luò)通信與安全紫金山實(shí)驗(yàn)室所研制出的 5G 毫米波芯片，將助力與我國(guó) 5G 商用，是我國(guó) 5G 移動(dòng)通訊領(lǐng)域的一次重大突破。

　　有望成為全球供應(yīng)鏈的主要提供者

　　5G 毫米波芯片的難點(diǎn)在于，該芯片需要用在移動(dòng)設(shè)備上，但因?yàn)楹撩撞ū旧聿ㄩL(zhǎng)短，衍射能力差，所以對(duì)于適應(yīng)該芯片的移動(dòng)設(shè)備而言，單個(gè)天線和單個(gè)相控陣是不夠的，只有多個(gè)相控陣，才不至于被手擋住信號(hào)。但設(shè)計(jì)多個(gè)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(guó)產(chǎn) 5G 毫米波芯片，于今年 1 月 19 日首次曝光。相關(guān)新聞顯示，東南大學(xué)網(wǎng)絡(luò)通信與安全紫金山實(shí)驗(yàn)室在今年 1 月 19 日的發(fā)布會(huì)上宣布一款自主研發(fā)的毫米波相控陣芯片問(wèn)世，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)在該項(xiàng)技術(shù)的突破。

　　據(jù)悉，此次技術(shù)突破是基于東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)的國(guó)家 863 計(jì)劃 5G 研究開(kāi)發(fā)、國(guó)家重大科技專(zhuān)項(xiàng)等多個(gè)項(xiàng)目所形成的技術(shù)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(wèn)題，從芯片、模塊到天線陣面全面實(shí)現(xiàn)自主可控，技術(shù)水平處于國(guó)際領(lǐng)先。

　　短短五個(gè)月的時(shí)間里，紫金山實(shí)驗(yàn)室同深南電路股份有限公司、天銳星通科技有限公司聯(lián)合成立相控陣芯片與系統(tǒng)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，同江寧經(jīng)濟(jì)科技開(kāi)發(fā)區(qū)、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(fā)與產(chǎn)業(yè)化合作協(xié)議，完成了芯片的封裝與測(cè)試，并將每通道成本由 1000 降至 20 元，這無(wú)疑是國(guó)產(chǎn)芯片發(fā)展強(qiáng)勁有力的一步。

　　產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合，促使 5G 毫米波芯片在短時(shí)間內(nèi)取得較大的進(jìn)展，不僅打破了“缺芯少魂”尷尬局面，且有望助力中國(guó)在毫米波相控陣核心芯片這一核心技術(shù)方面成為全國(guó)供應(yīng)鏈的主要提供者。

　　雷鋒網(wǎng)小結(jié)

　　芯片產(chǎn)業(yè)鏈本就具有全球性，僅僅憑借一個(gè)國(guó)家的力量無(wú)法完成芯片的生產(chǎn)。“缺芯少魂”的原因不能歸咎于我國(guó)尚未實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)芯片自主化，而是我國(guó)尚未擁有一項(xiàng)其他國(guó)家無(wú)法替代的技術(shù)。5G 毫米波芯片的成功研發(fā)，便是助力中國(guó)“芯”建設(shè)的一大步。

　　我們對(duì)中國(guó)“芯”的期待不止于此，今年以來(lái)，中國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)紛紛上市科創(chuàng)板，募集資金加大開(kāi)發(fā)力度。為此，雷鋒網(wǎng)邀請(qǐng)到華登國(guó)際副總裁蘇東于明晚(6 月 17 日)20:00 為大家講述以《半導(dǎo)體投資的邏輯以及科創(chuàng)板帶來(lái)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)》為主題的公開(kāi)課，與大家分享中國(guó)集成電路的崛起之路、半導(dǎo)體未來(lái)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力以及科創(chuàng)板帶來(lái)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，歡迎大家前來(lái)觀看。
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