近日，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。
劉韻潔 院士
“這是我國5G毫米波芯片的重大突破，先前毫米波芯片的缺失將部分制約我國5G的發展?！眲㈨崫嵲诮邮堋锻ㄐ女a業報》全媒體記者采訪時表示，5G毫米波芯片的成功研制，奠定了中國未來5年5G的領先地位與競爭力。
2022年規模商用
通常來看，完整的毫米波系統包括射頻全段、基帶等組成部分，當不需要考慮空間時，可以利用各自獨立的電子元器件構建，但尺寸較大且成本較高。
但是對于5G毫米波系統來說，業界希望將微波器件安裝在天線基站背面，這就要求微波芯片的集成度大大提高，因此，具備經濟成本低、高集成度優勢的CMOS工業則具備明顯優勢。
而此次封裝和測試的全集成4通道相控陣芯片，研發團隊通過設計將其每通道成本由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，這也將為商用市場提供更強的性能支持。
而據劉韻潔透露，此次封裝和測試的芯片與天線陣列也力爭在2022年商用于我國的5G系統。
奠定未來5年5G競爭力
眾所周知，5G頻譜分為兩個FR1和FR2，FR1的頻率范圍是450MHz到6GHz，也叫Sub-6G(低于6 GHz);FR2的頻率范圍是24GHz到52GHz，這段頻譜的電磁波波長大部分都是毫米級別的，因此也叫毫米波mmWave。
其中，FR1的優點是頻率低，繞射能力強，覆蓋效果好，是當前5G的主用頻譜。FR1主要作為基礎覆蓋頻段，最大支持100Mbps的帶寬。其中低于3GHz的部分，包括了現網在用的2G、3G、4G的頻譜，在建網初期可以利舊站址的部分資源實現5G網絡的快速部署。
而FR2的優點是超大帶寬，頻譜干凈，干擾較小，作為5G后續的擴展頻率。FR2主要作為容量補充頻段，最大支持400Mbps的帶寬，未來很多高速應用都會基于此段頻譜實現，5G高達20Gbps的峰值速率也是基于FR2的超大帶寬。
在5G的建設中，中國和世界上大部分國家5G網絡的建設基本選擇在FR1頻段進行，而美國在5G的部署上，選擇了FR2頻段作為切入點，然而，毫米波頻段通信受限于高頻器件，支持毫米波的集成電路投入成本更高，對此，在今年3月美國聯邦通信委員會(FCC)花費97億美元買回衛星公司使用的頻段，重新對電信公司拍賣，用于5G網絡建設。
當前，毫米波相對于低頻段，整體產業鏈完善程度還不足夠，包括器件的成熟度等，還需要進一步推動整體產業鏈成熟。毋庸置疑，雖然目前全球5G建設主要依然采用的是FR1，但想要把5G甚至未來可能出現的6G網絡的性能真正發揮出來，毫米波是繞不過去的硬技術。
劉韻潔表示，5G毫米波芯片的成功研制，奠定了中國未來5年5G的領先地位與競爭力。
來源：通信產業網
作者：黨博文
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