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中国制造的毫米波芯片取得新突破!创下探测距离新纪录

发表时间:2021-02-21 15:47:00  来源:野望文存  浏览:次   【】【】【


2 月 17 日,中国电科 38 所在第 68 届国际固态电路会议(ISSCC)上发布了一款具有高性能的 77GHz 毫米波芯片和模组。该芯片能够实现长达 38.5 米的探测距离,这刷新了毫米波封装天线最长探测距离的纪录。


图 | 具有高性能的 77GHz 毫米波芯片和模组(来源:中国电科 38 所)


毫米波,即波长处于 1 至 10 毫米的电磁波。因其位于微波与远红外波相互交叠的波长范围内,所以有同时具有两种波谱的特点。随着 5G 技术的逐渐普及,毫米波这项技术也开始更多地被人们关注。毫米波的波段在 24GHz 至 100GHz 之间,因此在 5G 上的速度会远远高于 Sub-6G 频段。毫米波本身具有的优势,使它在通信和自动驾驶等领域能够发挥非常重要的作用。但毫米波的探测距离,也是一个需要解决的技术难题。


这次发布的封装天线模组包含两颗 38 所自研的 77GHz 毫米波雷达芯片。这种芯片采用低成本的 CMOS 工艺,单片集成 3 个发射通道、4 个接收通道及雷达波形产生等,充分适配智能驾驶领域对核心毫米波传感器的需求,在快速宽带雷达信号的生成方面具备独特的优势。77GHz 毫米波芯片同时支持多片级联并构建更大规模的雷达阵列,其主要性能指标达到了国际先进水平。


这款 77GHz 的毫米波芯片,能够在 24mm×24mm 的空间内实现多路毫米波雷达收发前端的功能。研究人员提出一种动态可调快速宽带 chirp 信号的产生方法,还在封装内采用多馈入天线技术。这不仅能够大幅地提升封装天线的有效辐射距离,也为近距离智能感知提供了一种小体积且低成本的解决方案。


我们都知道,天线作为无线系统中的重要部件,有集成和分离两种形式。分离天线早已经被我们熟知,集成天线主要包括片上天线(AoC)和封装天线(AiP)两种类型。片上天线技术主要是利用半导体材料与工艺,将天线与其他的电路在同一个芯片上集成。因为有对性能和成本方面的考虑,片上天线技术在太赫兹频段上更为适用。封装天线技术主要是利用封装材料与工艺,将天线在携带芯片的封装内集成。


由于封装天线(AiP)技术在兼顾天线性能、成本及体积方面有着很好的表现,所以近些年来它不仅代表着毫米波天线技术领域的重大成就,还深受广大芯片和封装制造商的青睐。在今天,诸如 60GHz 无线通信,122GHz、145GHz 和 160GHz 传感器,94GHz 相控阵天线和手势雷达芯片等都利用了封装天线(AiP)技术。可以想见,在 5G 毫米波移动通信系统的天线解决方面,封装天线技术也将会发挥很好的作用。作为封装天线技术下的一种主流实现方式的封装是基于扇出型晶圆级的封装。目前,国际上的那些大公司都是在该技术的指导下,开发并集成封装天线的芯片产品。中国电科 38 所利用扇出型晶圆级封装技术,还同时采用多馈入天线技术,这能够进一步改善封装天线效率低的问题。


集聚在这款毫米波雷达芯片上的成果,有望推动智能感知技术领域的又一次突破。中国电科 38 所表示:“下一步,研究人员将对毫米波雷达芯片进一步优化,并根据应用需求的扩展和技术的进步进行改变,还会根据具体的应用场景提供一站式的解决方案。”


国际固态电路会议(ISSCC)通常被认为是各个时期国际上最尖端的固态电路技术的最先发表之地,被誉为集成电路领域的 “奥林匹克盛会”。它由发明晶体管的贝尔实验室和其他组织在 1953 年成立。在它 60 多年的历史当中,集成电路具有里程碑意义的发明都在这里首次亮相。例如:全球首个 GHz 微处理器、全球首个 CMOS 毫米波电路、全球首个 TTL 电路等等。能够入选该会议的科研成果,都代表着当前国际集成电路领域的最高科技水平。


中国电子科技集团第三十八研究所(简称:中国电科 38 所)是中电科技集团所属的一类研究所,是中国国防高科技电子装备骨干研究所,也被称为华东电子工程研究所,同时被誉为中国军工电子 “国家队”。它主要从事军事电子、信息产业等综合性质的电子信息技术研制、生产、集成等的研究。该所于 1965 年在贵州省都匀市建立,1988 年底研究所整体迁往安徽省合肥市。研究所成立四十多年来,一共取得了超过 1500 项科研成果。其中,多项成果都居于国际领先地位,为填补国内空白做出了重要的贡献。


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参考:

https://cntechpost.com/2021/02/19/china-made-millimeter-wave-chip-sets-world-record-for-detection-distance/


责任编辑:蔡学森