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打破垄断!我国成功研发5G毫米波芯片,成本下降98%

2020-06-23 11:23
慧聪电子网
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芯片作为制造业产品,具有非常重要的作用,目前国产5G毫米波芯片研发成功。

6月15日,中国工程院院士刘韵洁表示,我国已研制出CMOS毫米波全集成4通道相控阵芯片,目前已经完成了芯片封装和测试,每通道成本实现了断崖式下降,由1000元降至20元,成本大降98%。

同时刘院士透露,南京网络通讯与安全紫金山实验室还封装集成1024通道天线单元的毫米波大规模有源天线阵列。芯片与天线阵列力争2022年规模商用于5G系统。

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1.资料显示,5G频段目前分成两个部分,一个是sub-6GHz,一个是毫米波。

不同于早已被业界熟知的Sub-6GHz频段,毫米波长期都是移动通信领域未经开垦的蛮荒之地,但随着挖掘的深入,毫米波拥有的“宝藏”并不少。

2.一是频谱资源丰富,载波带宽可达400MHz/800MHz,无线传输速率可达10Gbps以上;

二是毫米波波束窄,方向性好,有极高的空间分辨能力;

三是毫米波元器件的尺寸小,相对于Sub-6GHz设备,更易小型化;

四是子载波间隔较大,单SLOT周期(120KHz)是低频Sub-6GHz(30KHz)的1/4,空口时延降低。

3.相较毫米波的优势,限制其应用的难点或许更加突出。其一,传播受限,毫米波的频率较高,自由空间损耗大,且极易因受物体阻挡,影响接受端信号质量;

其二,赋形技术,现有毫米波系统采用混合波束赋形的方式,但频率效率和性能较低;

其三,波束管理,在快速移动以及被遮挡时的波束管理算法需要优化;其四,mMIMO技术,受限于成本和生产工艺,现有毫米波基站只能做到4T4R设备,无法容纳更多用户;其五,芯片和终端,芯片和终端的进度落后于设备。

据不完全统计,市面上已有多款与毫米波技术相关的5G芯片。2017年11月,英特尔发布了XMM80605G多模基带芯片,该芯片XMM8060既支持28GHz毫米波,又整合华为、诺基亚关注的6GHz以下频段。

终端芯片方面,今年2月高通推出全球首颗5nm基带骁龙X60,搭配全新QTM535毫米波天线模组,支持包括毫米波和6GHz以下的FDD和TDD频段。其中QTM5255G毫米波天线模组,可支持厚度不到8毫米的纤薄5G智能手机设计。

目前全球已有20家OEM厂商开展相关产品研发,各基站厂商均已推出了毫米波基站产品。全球18家运营商也正在利用X505G调制解调器进行移动试验。

在我国,和而泰的子公司铖昌科技是国内微波毫米波T/R芯片领域,铖昌科技微波毫米波射频芯片目前广泛应用于国土资源普查、卫星导航和通信等高端领域,5G民用毫米波芯片正在研发中。

此外,亚光科技《5G毫米波通信多功能芯片研究》项目也被列为四川省重大科技专项,公司用于通信的毫米波功率放大器已研制成功。

虽然全球范围内各大芯片厂商已经发布5G毫米波相关产品,但进度总体上落后于设备,主要集中在研发、测试阶段,而且主要还是欧美厂商占据主导地位。这次我国研制出CMOS毫米波全集成4通道相控阵芯片,实现了毫米波5G技术的突破,对我国5G建设意义重大,未来在5G标准制定也越发有话语权。

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