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中國制造的77GHz毫米波芯片取得新突破！刷新全球毫米波封裝天線測(cè)距記錄

- 2021-04-02-

毫米波是近年來很熱門的新興技術(shù)，不僅可以用于5G，也可以用于自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域。電磁學(xué)的理論中，波長越長，傳播距離就越遠(yuǎn)，波長越短，傳播距離就近，而且容易被遮擋，毫米波波段在24GHz到100GHz之間，在5G上速度要遠(yuǎn)高于Sub-6G頻段，但傳播距離容易受限。如果是用于自動(dòng)駕駛，毫米波的探測(cè)距離就更重要，是急需解決的重大技術(shù)難題。

2月17日，在第68屆國際固態(tài)電路會(huì)議上，中國電科38所發(fā)布了一款高性能77GHz毫米波芯片及模組，在國際上首次實(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)到38.5米，刷新了當(dāng)前全球毫米波封裝天線最遠(yuǎn)探測(cè)距離的新紀(jì)錄。

此次發(fā)布的封裝天線模組包含兩顆38所自研77GHz毫米波雷達(dá)芯片，該芯片面向智能駕駛領(lǐng)域?qū)诵暮撩撞▊鞲衅餍枨螅捎玫统杀綜MOS（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝），單片集成3個(gè)發(fā)射通道、4個(gè)接收通道及雷達(dá)波形產(chǎn)生等，主要性能指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平，在快速寬帶雷達(dá)信號(hào)產(chǎn)生等方面具有特別優(yōu)勢(shì)，芯片支持多片級(jí)聯(lián)并構(gòu)建更大規(guī)模的雷達(dá)陣列。

據(jù)專家介紹，該款毫米波雷達(dá)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，為近距離智能感知提供了一種小體積和低成本解決方案。有望拉動(dòng)智能感知技術(shù)領(lǐng)域的又一次突破。

封裝天線技術(shù)很好地兼顧了天線性能、成本及體積，代表著近年來毫米波天線技術(shù)重大成就。基于扇出型晶圓級(jí)封裝是封裝天線的一種主流的實(shí)現(xiàn)途徑，國際上的大公司都基于該項(xiàng)技術(shù)開發(fā)了集成封裝天線的芯片產(chǎn)品，中國電科38所團(tuán)隊(duì)基于扇出型晶圓級(jí)封裝技術(shù)，創(chuàng)造性地采用了多饋入天線技術(shù)，有效改善了封裝天線效率低等問題，從而實(shí)現(xiàn)探測(cè)距離創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。

我們都知道，天線作為無線系統(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。

由于封裝天線（AiP）技術(shù)在兼顧天線性能、成本及體積方面有著很好的表現(xiàn)，所以近些年來它不僅代表著毫米波天線技術(shù)領(lǐng)域的重大成就，還深受廣大芯片和封裝制造商的青睞。在今天，諸如 60GHz 無線通信，122GHz、145GHz 和 160GHz 傳感器，94GHz 相控陣天線和手勢(shì)雷達(dá)芯片等都利用了封裝天線（AiP）技術(shù)?？梢韵胍姡?5G 毫米波移動(dòng)通信系統(tǒng)的天線解決方面，封裝天線技術(shù)也將會(huì)發(fā)揮很好的作用。作為封裝天線技術(shù)下的一種主流實(shí)現(xiàn)方式的封裝是基于扇出型晶圓級(jí)的封裝。目前，國際上的那些大公司都是在該技術(shù)的指導(dǎo)下，開發(fā)并集成封裝天線的芯片產(chǎn)品。中國電科 38 所利用扇出型晶圓級(jí)封裝技術(shù)，還同時(shí)采用多饋入天線技術(shù)，這能夠進(jìn)一步改善封裝天線效率低的問題。

下一步，中國電科38所將對(duì)毫米波雷達(dá)芯片進(jìn)一步優(yōu)化并根據(jù)應(yīng)用需求的擴(kuò)展以及技術(shù)的進(jìn)步而改變，根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景提供一站式解決方案。

關(guān)于國際固態(tài)電路會(huì)議

國際固態(tài)電路會(huì)議于1953年由發(fā)明晶體管的貝爾實(shí)驗(yàn)室等機(jī)構(gòu)發(fā)起成立，通常是各個(gè)時(shí)期國際上最尖端固態(tài)電路技術(shù)最先發(fā)表之地，被認(rèn)為是集成電路領(lǐng)域的“奧林匹克盛會(huì)”。在60多年的歷史中，眾多集成電路史上里程碑式的發(fā)明都在這里首次亮相。例如：世界上第一個(gè)TTL電路，世界上第一個(gè)GHz微處理器，世界上第一個(gè)CMOS毫米波電路等等。入選該會(huì)議的科研成果，代表著當(dāng)前國際集成電路領(lǐng)域的最高科技水平。

關(guān)于中國電科38所

中國電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所（以下簡稱中國電科38所），1965年建于貴州，1988年底整體遷建合肥市，現(xiàn)有員工3000多人，平均年齡34歲，是我國國防高科技電子裝備骨干研究所，有中國軍工電子“國家隊(duì)”的美譽(yù)。經(jīng)過50多年的探索和追求，中國電科38所已發(fā)展為集研究、開發(fā)、制造、測(cè)試于一體的電子信息高科技研究所，擁有國際水平的設(shè)計(jì)研發(fā)平臺(tái)，精良完備的電子制造平臺(tái)，國內(nèi)先進(jìn)的電子測(cè)試、試驗(yàn)平臺(tái)，具備從事電子信息技術(shù)研發(fā)和系統(tǒng)工程建設(shè)的強(qiáng)大綜合實(shí)力。擁有國家級(jí)集成電路設(shè)計(jì)中心、俄羅斯新技術(shù)研發(fā)中心、中國電科浮空平臺(tái)研發(fā)中心、安徽省汽車電子工程研究中心、安徽省公共安全信息技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、安徽省北斗衛(wèi)星導(dǎo)航重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、合肥公共安全技術(shù)研究院、博士后科研工作站等研發(fā)平臺(tái)。50多年來，共先后取得1500多項(xiàng)科研成果，其中國家級(jí)、省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)100多項(xiàng)，多項(xiàng)成果填補(bǔ)國內(nèi)空白、居于國際領(lǐng)先地位。獲得“全國先進(jìn)基層黨組織”、“全國文明單位”、“全國五一勞動(dòng)獎(jiǎng)狀”、“中央企業(yè)先進(jìn)基層黨組織”等一系列光榮稱號(hào)。

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