5G时代,如何让消费者享受价格低、速度快的通信解决方案?1月19日,位于江宁开发区的网络通信与安全紫金山实验室宣布重大成果:经过艰苦努力,完全自主可控,且成本超低的毫米波相控阵芯片问世,它速度快、覆盖广、价格大幅降低,一脚踢开了毫米波通信技术商用的“绊脚石”。


紫金山实验室研发成功商用毫米波相控阵芯片,我国5G优势有望延续5到10年-贤集网


中国工程院院士、网络通信与安全紫金山实验室主任刘韵洁说,要建立覆盖全球每个角落的宽带通信网络,消除信号盲点,必须推动宽带卫星通信和5G毫米波通信这两件“工具”商用落地。


宽带卫星通信是未来移动通信系统的重要组成部分,与5G毫米波通信技术相结合,将构建覆盖全球的宽带通信网络,推动移动通信向全覆盖、全频谱、全应用发展。长期以来,由于核心器件——毫米波相控阵芯片造价高昂,大大阻碍了该技术的商用推广。本次发布的大规模毫米波相控阵系列成果,包括Ka频段宽带卫星相控阵芯片和天线、Ku频段宽带卫星相控阵芯片和天线、5G毫米波相控阵芯片和天线。该系列成果通过技术上的突破,把毫米波相控阵芯片成本降低到可商用水平,并与国际同行形成比较优势。今后,乘客在飞机上打视频电话、上网看电视等将不再遥不可及。同时,该系列成果首次较为彻底地打通了CMOS毫米波通信芯片走向大规模推广应用的所有核心环节,从芯片、模块到天线阵面全面实现自主可控,技术水平处于国际领先。


毫米波通信频谱资源丰富,5G时代选择使用毫米波频段,速度就好比单车道升级为十车道,苹果公司已在研发支持毫米波的5G版手机。宽带卫星通信技术则可以将信号覆盖到世界各个角落,美国太空探索技术公司计划在5年内发射4.2万颗卫星。


但是,宽带卫星通信和5G毫米波通信的关键核心器件毫米波相控阵芯片身价高昂,以256通道的典型相控阵天线为例,其售价高达上百万元。


紫金山实验室、东南大学教授赵涤燹告诉记者:“利用硅工艺,同样的大规模相控阵天线产品,我们把成本降低到了可商用的水平,实现了中国在该项技术上的突破!”


基于多个项目所形成的技术积累,东南大学教授尤肖虎和赵涤燹领导的课题组联合天锐星通科技有限公司,对超低成本CMOS工艺毫米波芯片、大规模天线阵设计进行了深入探索;深南电路股份有限公司同步解决了大规模天线阵电路板制造及集成工艺等关键技术。他们首次较为彻底地疏通了阻碍CMOS毫米波通信芯片走向大规模推广应用的所有核心环节。


中国工程院院士、紫金山实验室主任刘韵洁说:本次技术突破,将为我国5G优势延续5—10年打下重要基础。


身价高居不下,“毫米波”商用曾是世界级难题


人类有一个梦想:建立覆盖全球每个角落的宽带通信网络,实现“上天下海进沙漠”都没有信号盲点。可基站千千万,却总有覆盖不到的地方。要达成目标,必须推动宽带卫星通信和5G毫米波通信这两件“工具”商用落地。


刘韵洁说,5G网络技术是全球竞争的焦点,但是当前在通信领域应用较广的中低频段资源已日益紧张,于是科学界将视线投向通信频谱资源更丰富的毫米波。


境外投资研究机构Susquehanna报告透露,当前苹果正在研发支持毫米波的5G版iPhone。5G时代选择使用毫米波频段,速度就好比单车道升级为十车道。宽带卫星通信技术则可以借助低轨卫星,将信号覆盖到世界各个角落。美国太空探索技术公司(SpaceX)计划在五年内,发射4.2万颗卫星。


但是问题来了,宽带卫星通信和5G毫米波通信的关键核心器件——毫米波相控阵芯片一直身价高昂,影响了其商用推广。迄今为止,毫米波相控阵技术仅仅在对价格不敏感的领域得到部分应用,以256通道的典型相控阵天线为例,其售价高达上百万元。


借助低轨卫星,飞机上看电影网速比4G快几十倍


“问题终于解决了!”网络通信与安全紫金山实验室常务副主任尤肖虎兴奋地说:“利用硅工艺,同样的大规模相控阵天线产品,我们把成本降低到了可商用的水平,实现了中国在该项技术上的突破,目前看,比国际同行有较大成本优势,商用的最大障碍被清除!这是令人振奋的成果,不仅在5G时代,未来,基于毫米波的天地融合移动通信系统还将是6G的主要发展方向。”


对于老百姓来说,改变将是真真切切的。记者看到,会场外停着一辆戴着“博士帽”天线的通信卫星车,天线里内置的就是毫米波相控阵芯片。工作人员拿出手机演示,卫星通信终端一头连接卫星,另一头可以将地球各个角落的手机、iPad等通讯设备联通,打破信息孤岛。“在飞机上装一个,借助低轨卫星,乘客在飞机上看电影,速度将比4G快几十倍。”他说。


刘韵洁说,这次落地的成果意义深远,是世界上首次较为彻底地解决了阻碍CMOS毫米波通信芯片走向大规模推广应用的所有核心环节,从芯片、模块到天线阵面全面实现自主可控,技术水平处于国际领先。


快速突破,源自上下游产业链的“合谋”


值得关注的是,和以往不同的是,这次研发是从芯片、电路、整机、测试……全链条的“合谋”。


过去五年,依托网络通信与安全紫金山实验室,基于东南大学移动通信国家重点实验室承担的国家863计划5G研究开发、国家重大科技专项等多个项目所形成的技术积累,尤肖虎教授和赵涤燹教授领导的课题组联合天锐星通科技有限公司,对超低成本CMOS工艺毫米波芯片、大规模天线阵设计进行了深入探索;深南电路股份有限公司同步解决了大规模天线阵电路板制造及集成工艺等关键技术。


因此核心芯片诞生的同时,相关通信天线产品也顺势落地。为了将研发成果更快市场化,当天,网络通信与安全紫金山实验室、深南电路股份有限公司和天锐星通科技有限公司宣布强强联合,携手成立相控阵芯片与系统联合实验室,江宁经济技术开发区、网络通信与安全紫金山实验室、天锐星通科技有限公司也签署了CMOS毫米波芯片与相控阵天线研发与产业化合作协议,加速成果落地,将芯片成果在宽带卫星通信和5G毫米波等更多领域快速推广,努力使我国成为毫米波相控阵核心芯片这一关键技术的领先者和全球供应链的主要提供者。


据透露,目前,装载着毫米波通信核心芯片的天线产品已第一时间接到了国内外订单。


记者了解到,依托网络通信与安全紫金山实验室,基于东南大学移动通信国家重点实验室承担的国家 863 计划 5G 研究开发、国家重大科技专项等多个项目所形成的技术积果,尤肖虎教授和赵涤燹教授领导的课题组联合天锐星通科技有限公司,对超低成本 CMOS 工艺毫米波芯片、大规模天线阵设计进行了深入探索;深南电路股份有限公司同步解决了大规模天线阵电路板制造及集成工艺等关键技术。


会上,网络通信与安全紫金山实验室、深南电路股份有限公司和天锐星通科技有限公司宣布强强联合,携手成立相控阵芯片与系统联合实验室,江宁经济技术开发区、网络通信与安全紫金山实验室、天锐星通科技有限公司也签署了 CMOS 亳米波芯片与相控阵天线研发与产业化合作协议,加速成果落地,将芯片成果在宽带卫星通信和 5G 毫米波等更多领域快速推广,努力使我国成为毫米波相控阵核心芯片这一关键技术的领先者和全球供应链的主要提供者。


5G毫米波通信是什么?


人类有一个梦想:建立覆盖全球每个角落的宽带通信网络,实现“上天下海进沙漠”都没有信号盲点。可基站千千万,却总有覆盖不到的地方。要达成目标,必须推动宽带卫星通信和5G毫米波通信这两件“工具”商用落地。


毫米波通信频谱资源丰富,境外投资研究机构Susquehanna报告透露,当前苹果正在研发支持毫米波的5G版iPhone。5G时代选择使用毫米波频段,速度就好比单车道升级为十车道。宽带卫星通信技术则可以借助低轨卫星,将信号覆盖到世界各个角落。美国太空探索技术公司(SpaceX)计划在五年内,发射4.2万颗卫星。


但是问题来了,宽带卫星通信和5G毫米波通信的关键核心器件——毫米波相控阵芯片一直身价高昂,影响了其商用推广。迄今为止,毫米波相控阵技术仅仅在对价格不敏感的领域得到部分应用,以256通道的典型相控阵天线为例,其售价高达上百万元。


紫金山实验室研发成功商用毫米波相控阵芯片,我国5G优势有望延续5到10年-贤集网


据网络通信与安全紫金山实验室相关人员介绍:”利用硅工艺,同样的大规模相控阵天线产品,我们把成本降低到了可商用的水平,实现了中国在该项技术上的突破,目前看与国际同行比较有成本优势,商用的最大障碍被清除!”


未来,乘客在飞机上打视频电话、上网看电影……将不再是遥不可及的梦想。


中国工程院院士、紫金山实验室主任刘韵洁评价,本次技术的突破,可为我们国家5G的优势,延续5-10年打下重要基础!


依托网络通信与安全紫金山实验室,基于东南大学移动通信国家重点实验室承担的国家863计划5G研究开发、国家重大科技专项等多个项目所形成的技术积累,尤肖虎教授和赵涤燹教授领导的课题组联合天锐星通科技有限公司,对超低成本CMOS工艺毫米波芯片、大规模天线阵设计进行了深入探索;深南电路股份有限公司同步解决了大规模天线阵电路板制造及集成工艺等关键技术。


经过艰苦努力,他们的成果终于落地。他们在世界上首次较为彻底地解决了阻碍CMOS毫米波通信芯片走向大规模推广应用的所有核心环节,从芯片、模块到天线阵面全面实现自主可控技术水平处于国际领先!昨天,网络通信与安全紫金山实验室、深南电路股份有限公司和天锐星通科技有限公司宣布强强联合,携手成立相控阵芯片与系统联合实验室。


紫金山实验室研发成功商用毫米波相控阵芯片,我国5G优势有望延续5到10年-贤集网


江宁经济技术开发区、网络通信与安全紫金山实验室、天锐星通科技有限公司也签署了CMOS毫米波芯片与相控阵天线研发与产业化合作协议,加速成果落地,将芯片成果在宽带卫星通信和5G毫米波等更多领域快速推广,努力使我国成为毫米波相控阵核心芯片这一关键技术的领先者和全球供应链的主要提供者。


紫金山实验室研发成功商用毫米波相控阵芯片,我国5G优势有望延续5到10年-贤集网


紫金山实验室了解一下


建设紫金山实验室是江苏省、南京市深入贯彻“加快新时代网络强国战略“精神的重要举措,对于引领我国信息技术发展,建设原始创新高地、聚集高端原创成果、发展通信与网络产业将发挥重要作用。


实验室围绕网络通信与安全方面的国家重大需求,按照构建关键核心技术攻关新型举国体制的思路,集聚两院院士、长江学者等高端核心科研人员1000余人,与32个龙头企业、科研院所合作共建,面向中国网络2030目标愿景,开展前瞻性、基础性、前沿性研究,构建了未来网络国家重大科技基础设施,解决了网络操作系统、5G毫米波芯片和网络内生安全等重大科学技术问题。

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