5G毫米波芯片获重大突破:奠定未来5年竞争力
通信产业网|2020-06-17 15:13:47
作者:党博文来源:通信产业网

【通信产业网讯】(记者 党博文)近日,中国工程院院士刘韵洁表示,南京网络通信与安全紫金山实验室已研制出CMOS毫米波全集成4通道相控阵芯片,并完成了芯片封装和测试。

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“这是我国5G毫米波芯片的重大突破,先前毫米波芯片的缺失将部分制约我国5G的发展。”刘韵洁在接受《通信产业报》全媒体记者采访时表示,5G毫米波芯片的成功研制,奠定了中国未来5年5G的领先地位与竞争力。

2022年规模商用

通常来看,完整的毫米波系统包括射频全段、基带等组成部分,当不需要考虑空间时,可以利用各自独立的电子元器件构建,但尺寸较大且成本较高。

但是对于5G毫米波系统来说,业界希望将微波器件安装在天线基站背面,这就要求微波芯片的集成度大大提高,因此,具备经济成本低、高集成度优势的CMOS工业则具备明显优势。

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而此次封装和测试的全集成4通道相控阵芯片,研发团队通过设计将其每通道成本由1000元降至20元,同时,该实验室封装集成1024通道天线单元的毫米波大规模有源天线阵列,这也将为商用市场提供更强的性能支持。

而据刘韵洁透露,此次封装和测试的芯片与天线阵列也力争在2022年商用于我国的5G系统。

奠定未来5年5G竞争力

众所周知,5G频谱分为两个FR1和FR2,FR1的频率范围是450MHz到6GHz,也叫Sub-6G(低于6 GHz);FR2的频率范围是24GHz到52GHz,这段频谱的电磁波波长大部分都是毫米级别的,因此也叫毫米波mmWave。

其中,FR1的优点是频率低,绕射能力强,覆盖效果好,是当前5G的主用频谱。FR1主要作为基础覆盖频段,最大支持100Mbps的带宽。其中低于3GHz的部分,包括了现网在用的2G、3G、4G的频谱,在建网初期可以利旧站址的部分资源实现5G网络的快速部署。

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而FR2的优点是超大带宽,频谱干净,干扰较小,作为5G后续的扩展频率。FR2主要作为容量补充频段,最大支持400Mbps的带宽,未来很多高速应用都会基于此段频谱实现,5G高达20Gbps的峰值速率也是基于FR2的超大带宽。

在5G的建设中,中国和世界上大部分国家5G网络的建设基本选择在FR1频段进行,而美国在5G的部署上,选择了FR2频段作为切入点,然而,毫米波频段通信受限于高频器件,支持毫米波的集成电路投入成本更高,对此,在今年3月美国联邦通信委员会(FCC)花费97亿美元买回卫星公司使用的频段,重新对电信公司拍卖,用于5G网络建设。

当前,毫米波相对于低频段,整体产业链完善程度还不足够,包括器件的成熟度等,还需要进一步推动整体产业链成熟。毋庸置疑,虽然目前全球5G建设主要依然采用的是FR1,但想要把5G甚至未来可能出现的6G网络的性能真正发挥出来,毫米波是绕不过去的硬技术。

刘韵洁表示,5G毫米波芯片的成功研制,奠定了中国未来5年5G的领先地位与竞争力。

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责任编辑:党博文

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