电子科技大学电子工程学院《面向5G的CMOS毫米波多通道芯片设计》
其研究团队认为:
1、从工艺角度:CMOS工艺可媲美III-V族工艺,CMOS毫米波器件同样适用于5G高频应用且具有低成本的优势;
2、从5G高频段应用角度:CMOS毫米波芯片主要面临硅衬底器件模型建模,电路噪声增加,功放增益降低,多通道相控阵集成和传统封装损耗过大等几个方面的挑战。针对上述挑战,电子科技大学及国内外研究机构已有相应的解决方案;
3、从产业现状角度:认为国内集成电路产业投资及人才缺口仍然比较大,期望国家针对集成电路产业能有更大投资额,同时期望更多有志青年投身集成电路产业。
中电科第五十五研究所《毫米波器件在5G中的应用》
介绍了GaAs工艺和GaN工艺的功率放大器方案以及混合工艺的前端模块方案。目前毫米波射频前端主要有Si全集成和Si+GaAs两种技术途径,钱峰副总工对这两种解决方案从性能(EVM、线性度、噪声系数等)、功耗、成本几个方面进行了详细的综合对比,认为GaAs+GeSi方案在性价比上更具优势。最后钱峰副总工介绍了中电科55所在5G毫米波领域所作的工作,作为国内外比较有影响力的研究机构,中电科55所在毫米波频段拥有一系列产品可以为未来5G应用提供丰富选择。
中电科第十三研究所《5G时代我们在器件领域的机遇与挑战》
分析了5G对器件的应用需求,并重点介绍了13所在5G领域具备的技术与能力,以及未来发展思路。目前13所已经建成国内首家含材料外延的完整的4-6英寸GaAs产线及4英寸GaN产线。GaAs产品含MMIC、器件和多功能封装电路三种形式,技术指标达到国际先进水平,多个产品型号可替代有关国外公司产品。GaN产线集材料外延、工艺加工、电路设计、封装、测试、模块、可靠性试验等于一体,部分产品已经和国外同类型的产品性能相当。要志宏副总工坚信随着国内第三代半导体技术产业的快速发展,5G时代国内半导体产业必然会占有重要的一席之地。
中国电科重庆声光电有限公司国家重点实验室《基于5G移动通信应用的元器件自主研发》
分析了5G移动通信对元器件的需求以及元器件自主研发方案,认为5G移动通信的特征决定系统中将应用高中频采样技术、射频直采技术以及收发综合一体化芯片。同时,多功能、宽带、高集成度、低功耗、数字可编程器件,宽带、低噪声、数字/模拟电路的RF IC,高传输速率的光收发器件,高频化、宽带化、高功率化和小型化的滤波器,以及损耗低、精度高、尺寸小的磁性器件将大量应用于5G系统。声光电公司目前可以提供以下主要元器件:
ADC:12位500MSPS、或者14位250MSPS。
DAC:12-16位2GSPS。
波束赋形芯片:工作频率18GHz。
PLL:8GHz。
MEMS滤波器:工作频率≤30GHz,相对带宽:5%~30%。
FBAR:工作频率1GHz~5GHz,相对带宽1%~3%,功率容量≤2W。
环形器/隔离器:SIW和波导两类,频率24.75-27.5GHz和37-42.5GHz。
以及APD探测器芯片、DFB激光器芯片光收发器件等。
针对具有巨大潜力的5G市场,声光电公司在现有产品的基础上制定了进一步的自主研发计划,相信一定会在5G市场占有一定的份额。
ADI通信业务技术市场《mmWave Massive MIMO 5G Signal Chain Solution》
作为一家专注于数模混合和模拟器件的半导体公司,ADI提供了5G完整的解决方案。ADI认为由于5G高频路损过大,波束赋形将成为关键技术。但和sub 6G不同,全数字波束赋形不适用于5G高频。目前ADI的解决方案是采用一次变频或者二次变频的架构将信号变到微波,下一步使用更多通道天线单元实现发射所需功率的情况时,将可能实现一个上下变频加上GaAs功放的解决方案。最后ADI对功耗做了详细比较研究,认为在现在的技术情况下,使用100~200左右的天线阵列数时,功率放大器使用GaAs工艺总的功耗、性价比是最优的。
Intel《New Solutions to Realize 5G High Frequency Device》
介绍了5G毫米波标准化进展及终端设计挑战以及Intel毫米波解决方案路线计划。Intel认为5G高频的应用场景主要是热点覆盖和无线通信接入,这两个场景在2019~2020年会实现。而5G高频大约会在2020~2021年进入垂直行业领域。Intel于2016年就已经推出了28GHz产品,今年会推出39GHz产品。2019年至2020年会推出符合3GPP标准的高频产品。
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5G高频段关键器件.pdf