学术科研
南京网络通讯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
时间:2020-06-15 15:16  浏览:325
  6月15日,据科技日报消息,“缺芯少魂”是我国互联网领域最大的“命门”。毫米波芯片是高容量5G移动通讯核心,长期被国外垄断,是我国短板中的短板。15日,中国工程院院士刘韵洁表示,南京网络通讯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,每通道成本由1000元降至20元。同时,他们封装集成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。

  
       5G 频段目前分成两个部分,一个是 sub-6GHz,一个是毫米波。5G 要上毫米波频段主要有两点原因:1)sub-6GHz 已经十分拥挤,各类电子设备互干扰严重。2)相比 sub-6GHz,毫米波频段能提供更大的信号带宽,而根据香农公式,带宽越大信道容量越大,可支持的通信速率就越高。此外,毫米波还将被应用于 5G 车联网 (V2X),提供远超 GPS 和 LTE 精度的定位服务。

  
       走进紫金山实验室,这是江苏省打造的标志性重大科技创新平台,以解决网络通信与安全领域重大需求、行业重大科技问题、产业重大瓶颈问题为使命,开展基础性、前沿性研究。

  
       紫金山实验室自2018年8月成立以来,以刘韵洁院士团队、尤肖虎教授团队、邬江兴院士团队为基础,汇聚了1000多人的科研队伍,整合两个国家重点实验室,与国内30个顶尖高校院所、企业共建伙伴实验室,同时与全国相关的15个国家重点实验室共建。

       紫金山实验室面向“网络2030”发展愿景,以网络操作系统、毫米波芯片和网络内生安全等“命门”技术为主攻方向,成功研发了全球首个大网级网络操作系统,开通了12个城市的未来网络试验网络;研制出自主知识产权CMOS工艺毫米波芯片和大规模天线阵列,其水平在国际上遥遥领先;完成拟态调度器芯片架构设计,开通全球首个网络内生安全试验场,并在天地融合移动通信、网络通信内生安全体系等方面取得重大突破。

       众所周知由于我国华为企业研发成果突出,使得我国的最新的5G市场领域占据主导地位。对此引起了美国政府的不满,之前采取了多项措施对我国华为的发展进行阻挠,并且美国提出不会采用我国的5G网络技术,将要继续研究他们自己的5G技术。

       但是我们也深知,当前我国5G技术要领先于美国,尤其是我国成功研制了毫米波相控阵芯片,这代表着我国5G网络再次迎来一大重要突破,技术商用障碍也被成功扫除。

       那么究竟什么是毫米波相控阵芯片呢?这还需要从我国5G网络研发的起点讲起,根据有关专家介绍,我国与美国在5G技术的研发之路上选择了不同的道路。我国是选择了毫米波的方案,而美国则选择了SUB-6G的研发方案。

       另外我国华为企业研发人员认为,美国选择的这一方向是存在问题的,这也是美国在5G技术领域落后于我国的重要原因所在。

       而我国在5G技术领域的研发工作也存在一定阻碍,那就是我国毫米波难以实现商用。如今我国有关专家已然成功解决了这一问题,让我国5G技术的发展前景更加光明。

       根据有关介绍,毫米波用于传输数据,虽然可靠性安全性较高,但是其频率高波长低,很难用于商用。这一点美国研发团队也意识到了,因此选择了另外的研究方向,这也是制约我国5G技术发展的重要困境。

       如今我国成功制造出了毫米波相控阵芯片,能够很好的解决这一问题,与此同时也代表着我国在芯片领域的重要突破,通过这一技术的实践,我们能够进一步降低通信所产生的成本,从未降低5G网络的安装成本。

       毫米波相控阵芯片的诞生,为我国进一步的发展提供了保障,至少在芯片领域我国不再需要受制于美国,同时我国毫米波相控阵芯片的诞生,也代表着世界技术的又一大进步。
 
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