2 月 17 日，中國(guó)電科 38 所在第 68 屆國(guó)際固態(tài)電路會(huì)議（ISSCC）上發(fā)布了一款具有高性能的 77GHz 毫米波芯片和模組。該芯片能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)達(dá) 38.5 米的探測(cè)距離，這刷新了毫米波封裝天線最長(zhǎng)探測(cè)距離的紀(jì)錄。
圖 | 具有高性能的 77GHz 毫米波芯片和模組（來(lái)源：中國(guó)電科 38 所）
毫米波，即波長(zhǎng)處于 1 至 10 毫米的電磁波。因其位于微波與遠(yuǎn)紅外波相互交疊的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，所以有同時(shí)具有兩種波譜的特點(diǎn)。隨著 5G 技術(shù)的逐漸普及，毫米波這項(xiàng)技術(shù)也開(kāi)始更多地被人們關(guān)注。毫米波的波段在 24GHz 至 100GHz 之間，因此在 5G 上的速度會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于 Sub-6G 頻段。毫米波本身具有的優(yōu)勢(shì)，使它在通信和自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域能夠發(fā)揮非常重要的作用。但毫米波的探測(cè)距離，也是一個(gè)需要解決的技術(shù)難題。
這次發(fā)布的封裝天線模組包含兩顆 38 所自研的 77GHz 毫米波雷達(dá)芯片。這種芯片采用低成本的 CMOS 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，充分適配智能駕駛領(lǐng)域?qū)诵暮撩撞▊鞲衅鞯男枨螅诳焖賹拵Ю走_(dá)信號(hào)的生成方面具備獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。77GHz 毫米波芯片同時(shí)支持多片級(jí)聯(lián)并構(gòu)建更大規(guī)模的雷達(dá)陣列，其主要性能指標(biāo)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。
這款 77GHz 的毫米波芯片，能夠在 24mm×24mm 的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)多路毫米波雷達(dá)收發(fā)前端的功能。研究人員提出一種動(dòng)態(tài)可調(diào)快速寬帶 chirp 信號(hào)的產(chǎn)生方法，還在封裝內(nèi)采用多饋入天線技術(shù)。這不僅能夠大幅地提升封裝天線的有效輻射距離，也為近距離智能感知提供了一種小體積且低成本的解決方案。
我們都知道，天線作為無(wú)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(lèi)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(lái)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(wú)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)。可以想見(jiàn)，在 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(guó)際上的那些大公司都是在該技術(shù)的指導(dǎo)下，開(kāi)發(fā)并集成封裝天線的芯片產(chǎn)品。中國(guó)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(wèn)題。
集聚在這款毫米波雷達(dá)芯片上的成果，有望推動(dòng)智能感知技術(shù)領(lǐng)域的又一次突破。中國(guó)電科 38 所表示：“下一步，研究人員將對(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)展和技術(shù)的進(jìn)步進(jìn)行改變，還會(huì)根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景提供一站式的解決方案。”
國(guó)際固態(tài)電路會(huì)議（ISSCC）通常被認(rèn)為是各個(gè)時(shí)期國(guó)際上最尖端的固態(tài)電路技術(shù)的最先發(fā)表之地，被譽(yù)為集成電路領(lǐng)域的 “奧林匹克盛會(huì)”。它由發(fā)明晶體管的貝爾實(shí)驗(yàn)室和其他組織在 1953 年成立。在它 60 多年的歷史當(dāng)中，集成電路具有里程碑意義的發(fā)明都在這里首次亮相。例如：全球首個(gè) GHz 微處理器、全球首個(gè) CMOS 毫米波電路、全球首個(gè) TTL 電路等等。能夠入選該會(huì)議的科研成果，都代表著當(dāng)前國(guó)際集成電路領(lǐng)域的最高科技水平。
中國(guó)電子科技集團(tuán)第三十八研究所（簡(jiǎn)稱：中國(guó)電科 38 所）是中電科技集團(tuán)所屬的一類(lèi)研究所，是中國(guó)國(guó)防高科技電子裝備骨干研究所，也被稱為華東電子工程研究所，同時(shí)被譽(yù)為中國(guó)軍工電子 “國(guó)家隊(duì)”。它主要從事軍事電子、信息產(chǎn)業(yè)等綜合性質(zhì)的電子信息技術(shù)研制、生產(chǎn)、集成等的研究。該所于 1965 年在貴州省都勻市建立，1988 年底研究所整體遷往安徽省合肥市。研究所成立四十多年來(lái)，一共取得了超過(guò) 1500 項(xiàng)科研成果。其中，多項(xiàng)成果都居于國(guó)際領(lǐng)先地位，為填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白做出了重要的貢獻(xiàn)。
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參考：
https://cntechpost.com/2021/02/19/china-made-millimeter-wave-chip-sets-world-record-for-detection-distance/
