Ka頻段CMOS相控陣芯片與大規(guī)模集成陣列天線技術(shù)成果通過了鑒定

8月13日，由尤肖虎與趙滌燹教授牽頭，東南大學(xué)、成都天銳星通科技有限公司、紫金山實(shí)驗(yàn)室等單位聯(lián)合完成的“Ka頻段CMOS相控陣芯片與大規(guī)模集成陣列天線技術(shù)”成果通過了由中國電子學(xué)會(huì)組織的現(xiàn)場鑒定。鑒定委員會(huì)由鄔賀銓院士、陳左寧院士、李國杰院士、呂躍廣院士、丁文華院士以及來自中國移動(dòng)、信通院、華為、中興、大唐電信和國內(nèi)5所高校的專家組成。紫金山實(shí)驗(yàn)室主任劉韻潔院士、東南大學(xué)丁輝副校長、省科技廳萬發(fā)苗處長出席會(huì)議并致辭。鑒定委員會(huì)對該項(xiàng)成果給予了高度評價(jià)，一致認(rèn)為：該項(xiàng)目解決了硅基CMOS毫米波Ka頻段相控陣芯片和天線走向大規(guī)模推廣應(yīng)用的核心技術(shù)瓶頸問題，成功研制了Ka頻段CMOS相控陣芯片，并探索出了一套有效的毫米波大規(guī)模集成陣列天線低成本解決方案，多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)屬首創(chuàng)；在硅基CMOS毫米波技術(shù)路線取得重大突破，在大規(guī)模相控陣天線集成度方面國際領(lǐng)先；成果在5G/6G毫米波和寬帶衛(wèi)星通信等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，在該領(lǐng)域“卡脖子”技術(shù)上取得關(guān)鍵突破，已在相關(guān)應(yīng)用部門得以成功推廣應(yīng)用。

尤肖虎教授介紹項(xiàng)目研制情況 目前用于射頻芯片的40nm和28nmCMOS工藝特征頻率已經(jīng)超過250GHz，在理論上完全可以滿足毫米波應(yīng)用需求。毫米波硅基CMOS集成電路技術(shù)的突破，將帶來無線通信行業(yè)的一次變革，解決相控陣系統(tǒng)“不是不想用，只是用不起”的問題，把毫米波芯片及大規(guī)模相控陣變成為一種極低成本的易耗品。相比鍺硅工藝和化合物半導(dǎo)體工藝，CMOS工藝在成本、集成度和成品率上具有巨大優(yōu)勢，但其輸出功率相對較低，器件本身寄生效應(yīng)較大。項(xiàng)目組通過長達(dá)6年的技術(shù)探索與創(chuàng)新，克服了毫米波CMOS芯片技術(shù)的固有瓶頸問題，所研制的芯片噪聲系數(shù)為3dB，發(fā)射通道效率達(dá)到15%，無需校準(zhǔn)便可實(shí)現(xiàn)精確幅相調(diào)控；基于大規(guī)模相控陣的波束成形能力，克服了毫米波CMOS芯片輸出功率受限的問題。

成果現(xiàn)場展示 據(jù)悉，我國將在北京冬奧會(huì)期間引入5G毫米波技術(shù)。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)研制成功的5G毫米波芯片及可拼接式大規(guī)模相控陣，頻率覆蓋范圍24.25 - 27.5 GHz，符合3GPP 5G NR標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議定義的400MHz/64-QAM調(diào)制信號傳輸格式，將為我國5G毫米波產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。 寬帶衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)將極大地?cái)U(kuò)展有地面移動(dòng)通信系統(tǒng)的覆蓋范圍，是未來移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的主要發(fā)展方向之一，已成為全球科技競爭的新焦點(diǎn)。本次鑒定會(huì)現(xiàn)場所演示的4096T/4096R寬帶衛(wèi)星大規(guī)模相控陣是目前世界上集成度最高、規(guī)模最大的基于CMOS工藝的相控陣,與中星16高軌衛(wèi)星互連，傳輸速率接近現(xiàn)有4G移動(dòng)通信系統(tǒng)水平。所研發(fā)的低成本解決方案已在車載、艦船和飛行器等“動(dòng)中通”中得以應(yīng)用。