中國(guó)毫米波芯片再創(chuàng)輝煌，美院士：中國(guó)科學(xué)家不睡覺(jué)嗎

2020年5月，美方為了遏制華為的發(fā)展，利用其在半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，強(qiáng)行修改規(guī)則，頒發(fā)“芯片禁令”，切斷華為芯片來(lái)源，讓華為瞬間陷入無(wú)芯可用的尷尬處境，很多業(yè)務(wù)的發(fā)展被迫停止。危機(jī)，危中有機(jī)!美方在半導(dǎo)體領(lǐng)域的所作所為，雖然給國(guó)內(nèi)高新企業(yè)的發(fā)展造成了一定的影響，但也在某種程度上促進(jìn)了我國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)的快速崛起。

為了彌補(bǔ)國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)的短板，2020年8月，國(guó)務(wù)院正式下達(dá)鐵令，要求在2025年底實(shí)現(xiàn)70%的芯片自給率，并且為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，國(guó)家不但出臺(tái)了大量的政策予以傾斜，并且還做了很多大事。

我國(guó)作為芯片大國(guó)，在現(xiàn)代科技的推動(dòng)下，芯片進(jìn)口量依舊穩(wěn)居前列，高達(dá)3800億美元，雖說(shuō)我國(guó)進(jìn)口了大量的芯片，但受到國(guó)際上某些國(guó)家新規(guī)的影響，對(duì)我國(guó)的芯片進(jìn)步還是造成了一定的損失。在此基礎(chǔ)上，我國(guó)也逐漸認(rèn)識(shí)到了國(guó)產(chǎn)芯片的重要性，扶持芯片行業(yè)的政策不斷出臺(tái)，使得芯片投資的熱度也居高不下。

國(guó)內(nèi)扶持芯片行業(yè)的政策不斷出臺(tái)，芯片行業(yè)的投資熱度也持續(xù)提升，芯片行業(yè)在中國(guó)已然走向舞臺(tái)中央。剛剛，市場(chǎng)再傳好消息，中國(guó)國(guó)產(chǎn)高性能毫米波芯片發(fā)布，并刷新全球紀(jì)錄。

缺芯少魂”是我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域最大的“命門”。毫米波芯片是高容量5G移動(dòng)通信核心，長(zhǎng)期被國(guó)外壟斷，是我國(guó)短板中的短板。毫米波是指波長(zhǎng)在毫米數(shù)目級(jí)的電磁波，其頻率大約在30GHz-300GHz之間。

根據(jù)通訊原理，無(wú)線通訊的最大信號(hào)帶寬大約是載波頻率的5%左右，因此載波頻率越高，可實(shí)現(xiàn)的信號(hào)帶寬也越大。在毫米波頻段中，28GHz頻段和60GHz頻段是最有但愿使用在5G的兩個(gè)頻段。28GHz頻段的可用頻譜帶寬可達(dá)1GHz，而60GHz頻段每個(gè)信道的可用信號(hào)帶寬則到了2GHz(整個(gè)9GHz的可用頻譜分成了四個(gè)信道)。

比擬而言，4G-LTE頻段最高頻率的載波在2GHz上下，而可用頻譜帶寬只有100MHz。因此，假如使用毫米波頻段，頻譜帶寬輕輕松松就翻了10倍。

將以上專業(yè)知識(shí)簡(jiǎn)樸來(lái)說(shuō)，毫米波通訊頻譜資源豐碩，5G時(shí)代選擇使用毫米波頻段，速度就比如單車道進(jìn)級(jí)為十車道，傳輸速率得到巨大晉升。

在第六十八屆國(guó)際固態(tài)電路會(huì)議上，中國(guó)電科38所發(fā)布了一款高性能77兆赫茲毫米波芯片及模組，在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)兩顆3發(fā)4收毫米波芯片及10路毫米波天線單封裝集成，探測(cè)距離達(dá)38.5米，刷新了當(dāng)前全球毫米波封裝天線最遠(yuǎn)探測(cè)距離的紀(jì)錄。

據(jù)介紹，這款芯片在24mm×24mm空間里實(shí)現(xiàn)了多路毫米波雷達(dá)收發(fā)前端的功能，創(chuàng)造性地提出一種動(dòng)態(tài)可調(diào)快速寬帶chirp信號(hào)產(chǎn)生方法，并在封裝內(nèi)采用多饋入天線技術(shù)，大幅提升了封裝天線的有效輻射距離。同時(shí)，該芯片面向智能駕駛領(lǐng)域?qū)诵暮撩撞▊鞲衅餍枨?，采用低成本CMOS工藝，單片集成3個(gè)發(fā)射通道、4個(gè)接收通道，主要性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

下一步，中國(guó)電科38所將進(jìn)一步優(yōu)化毫米波雷達(dá)芯片，根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景提供一站式解決方案。

中國(guó)發(fā)布高性能毫米波芯片，創(chuàng)下全球新紀(jì)錄

如今智能駕駛行業(yè)也是大勢(shì)，未來(lái)的發(fā)展前景也是十分可觀的，如果我國(guó)的最新芯能夠滿足智能駕駛領(lǐng)域催核心毫米波傳感器的要求，對(duì)于我國(guó)的芯片技術(shù)而言，是個(gè)十足的突破。在毫米波雷達(dá)芯片成功發(fā)布后，我國(guó)相關(guān)研究部門將對(duì)該芯片實(shí)行進(jìn)一步的優(yōu)化，最終運(yùn)用到實(shí)際中。

國(guó)際固態(tài)電路會(huì)議由發(fā)明晶體管的貝爾實(shí)驗(yàn)室等機(jī)構(gòu)在1953年發(fā)起，被譽(yù)為集成電路行業(yè)的“奧林匹克盛會(huì)”，對(duì)于集成電路行業(yè)的技術(shù)普及和應(yīng)用起到巨大推廣作用。中國(guó)高性能毫米波芯片在這個(gè)場(chǎng)合發(fā)布，這意味著該芯片技術(shù)達(dá)到行業(yè)應(yīng)用先進(jìn)水平。

據(jù)報(bào)道，在毫米波雷達(dá)芯片成功發(fā)布后，接下來(lái)中國(guó)電科38所將對(duì)芯片進(jìn)一步優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)具體場(chǎng)景的應(yīng)用。

芯片國(guó)產(chǎn)化加速!遭新規(guī)反噬，美企要求“自救”

不得不說(shuō)，隨著國(guó)產(chǎn)芯片替代浪潮加速興起，我國(guó)在芯片領(lǐng)域還將取得更多突破。去年8月，我國(guó)專門出臺(tái)扶持芯片行業(yè)的政策，涵蓋全產(chǎn)業(yè)鏈條，先進(jìn)技術(shù)企業(yè)可獲長(zhǎng)達(dá)10年的免稅，扶持力度世所罕見。

我們都知道，天線作為無(wú)線系統(tǒng)中的重要部件，有集成和分離兩種形式。分離天線早已經(jīng)被我們熟知，集成天線主要包括片上天線(AoC)和封裝天線(AiP)兩種類型。片上天線技術(shù)主要是利用半導(dǎo)體材料與工藝，將天線與其他的電路在同一個(gè)芯片上集成。因?yàn)橛袑?duì)性能和成本方面的考慮，片上天線技術(shù)在太赫茲頻段上更為適用。封裝天線技術(shù)主要是利用封裝材料與工藝，將天線在攜帶芯片的封裝內(nèi)集成。

今年2月11日，包括英特爾、AMD、高通和美光等在內(nèi)的一批美國(guó)芯片制造企業(yè)，又致信給美國(guó)政府，要求后者提供資金、資助半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。中國(guó)在毫米波芯片突破的速度以及成就，引起了世界半導(dǎo)體行業(yè)的震動(dòng)，不少國(guó)外科學(xué)家紛紛表示不可思議。美國(guó)一位名為戴維斯的院士于20日在社交平臺(tái)上調(diào)侃道：中國(guó)科學(xué)家不睡覺(jué)嗎?能在短時(shí)間內(nèi)連續(xù)取得突破，用不了多長(zhǎng)時(shí)間，中國(guó)科學(xué)家將會(huì)引領(lǐng)世界半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展。