我国5G毫米波芯片研发成功！
发布时间：2020-06-16 14:23:56编辑：致一科技
“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。
中国工程院院士刘韵洁今日表示，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。
众所周知，5G主要使用两段频率，分别是FR1频段和FR2频段。FR1频段的频率范围是450MHz-6GHz，又叫Sub-6GHz频段。FR2频段的频率范围是24.25GHz-52.6GHz。由于FR2覆盖波段之中多数为小于10毫米波长的频率，这部分频段因此得名“毫米波（mmWave）”。虽然24.25GHz-30GHz一部分波长大于10毫米，但毫米波已经成为一种约定俗成的叫法。根据同样的命名方式，我们也可以把 Sub-6GHz称为厘米波。
2019年国际电信联盟 (ITU) 的世界无线电通信大会 (WRC-19) 期间，各国代表就5G毫米波频谱使用达成共识：全球范围内将24.25GHz-27.5GHz、37GHz-43.5GHz、66GHz-71GHz 共14.75GHz带宽的频谱资源，标识用于5G及国际移动通信系统（IMT）未来发展。此外，在45.5GHz-47GHz频段，部分国家在脚注中标识用于IMT；在47.2GHz-48.2GHz频段，2区（美洲区）国家和部分地区部分国家在脚注中标识用于IMT。事实上，虽然我们在国内以Sub-6GHz频段扩展5G网络，但是，在国外，许多运营商采用了毫米波频段布设5G网络。为什么目前国内运营商以Sub-6GHz作为5G网络的主力？如果说现在的4G信号是“满血”，Sub-6GHz的5G信号是刚好能用，那么毫米波5G信号就是“战五渣”。
前面提到，毫米波是波长约在1毫米-10毫米之间的电磁波。而初中物理课本告诉我们，电磁波频率越高，波长越短，穿透能力越差。一片树叶、一张纸、甚至是一滴水的遮挡，就可以让毫米波5G信号彻底“翻车”。如果基站覆盖不够完善，分分钟会出现“胖砸！你挡住我的5G信号啦”的情况。想要5G毫米波体验好，必须建很多基站——几乎每个角落都需要！
然而这么一个信号“战五渣”5G毫米波，却被行业寄予厚望。根据GSMA今年3月发布的《5G 毫米波在中国的机遇》白皮书提到，预计到 2034 年，在中国使用毫米波频段将产生约 1040 亿美元的经济效应。这1040亿美元的效益，将来自于制造业、公用事业、专业服务和金融服务、信息通信技术和贸易等多个领域。为什么5G毫米波这么“弱鸡”却倍受青睐，原因很简单。5G毫米波载波频率更高，信号带宽更大。以60GHz频段为例，每个信道的频谱带宽达到2.16GHz，相比之下，4G-LTE频段可用频谱带宽只有100MHz。说白了就是5G毫米波网速很快，比Sub-6GHz的5G更快。ITU IMT-2020规范要求5G速度可以达到20Gbit/s，单靠Sub-6GHz是搞不定的，得用上毫米波。另外，毫米波受到的频段干扰更少。1.9Ghz-6Ghz频段仿佛是拥挤的地铁，Wi-Fi、蓝牙、卫星广播等都“挤”在一起，难免会有“打架”。而毫米波频段就像是无人区飞驰的敞篷跑车，时延极低，容量高，可以同时有更多设备连接。总而言之，5G毫米波带宽高，时延低，容量高。在日常生活中，5G毫米波可以帮助你秒速下完蓝光视频、在拥挤的球场享受高速网络。
在专业场景，5G毫米波可以实现工业机器人的远程控制、自主工厂运输、远程医疗等。
在3GPP规定的5G标准中，无论是Sub-6GHz频段和毫米波，都是5G标准。两者各有优势，Sub-6GHz频段覆盖广，信号强且稳定；毫米波速度快，时延低，多人时无需抢信号，然而一场雨就有可能被降维打击回到4G。所以说，两者是互补的关系，而不是迭代的关系。就像NSA和SA组网一样，大家都是“真5G”，只不过是看哪个更适合运营商建设和使用场地的实际需要。
毫米波5G与Sub-6GHz都是好东西，他们的优势互补，共同推进5G产业造福人类。
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