扬子晚报网3月23日讯（记者 王赟 通讯员 唐瑭） 日前，由教育部科技委组织评选的2020年度“中国高等学校十大科技进展”揭晓，东南大学尤肖虎教授领衔的“CMOS 毫米波芯片与大规模集成相控阵”研究项目入选。昨日，尤肖虎教授在紫金山实验室向记者揭秘这一最新研究成果。
据介绍，毫米波频段以其带宽资源丰富的显著优势，正逐步成为宽带卫星通信、5G乃至未来6G移动通信发展的“黄金”频段。集成相控阵是解决毫米波无线通信传播距离受限的核心关键技术之一，其技术突破对于支撑我国移动通信技术与产业发展意义重大。传统的毫米波相控阵通常基于化合物半导体芯片加以实现，由于制作成本高昂, 极大地限制了其应用范围。
“毫米波的特点是它的带宽非常宽，但传播距离很近，容易受到遮挡。”尤肖虎告诉记者，解决这个问题是毫米波用于5G以及宽带卫星通信的关键难点。首先是让毫米波无线通信距离传得更远，相控阵的就是让电波能够朝着某一方向集中传播，从而延长传播距离；其次，还需要使毫米波无线通信尽可能不受阻挡，可以自由传播。尤肖虎举例说明，对于室内来说，如果可以在房间内部署多个毫米波基站的前端，房间里的每一个角落都有相应的毫米波前端可以与设备进行连接，这样问题就能得到有效解决。而想要达到这一点，研发新型集成相控阵技术迫在眉睫。
尤肖虎教授、赵涤燹教授等人组成的联合研究团队经过多年探索，突破了CMOS器件固有瓶颈，成功研制出Ka频段毫米波CMOS相控阵芯片，并探索出基于高密度混压PCB工艺的大规模集成相控阵解决方案，具有超高集成度、超低成本等特点。“相同的工程量，此项技术可以将成本降低至原本的1/10，” 尤肖虎说，这项成果的不少关键技术指标遥遥领先于国际同类研究。
尤肖虎介绍，这项技术已经走出实验室，逐步走向市场，30多个厂家正围绕着这项成果开发各自产品，成果已在车载、船载和无人机宽带卫星移动通信和毫米波5G领域得到规模性应用。
据悉，目前我们使用的5G主要是低频段，即相对拥挤的Sub-6GHz，预计中国将在2022年北京冬奥会前后进入5G毫米波时代。届时，移动通信基站将采用毫米波平台，用户能像在使用5G低频段时一样“不掉线”畅快上网，而集成相控阵技术也将大有可为。“未来，利用中低轨道卫星，我们这项技术还可以应用于手机等终端设备。大胆畅想，在地面时，手机可以接收地面信号，而当地面信号弱时，手机可以自动接收卫星信号，确保移动通信的稳定。” 尤肖虎透露，随着移动通信朝着6G方向发展，也考虑将现有技术运用到6G之中。
2021-3-23【扬子晚报网】