5G毫米波前端GaAs基芯片新突破
5G通信已經(jīng)成為人們生活的部分，其中具備高速率、高容量、低延時(shí)的5G 毫米波逐漸成為關(guān)注的重點(diǎn)，其巨大的市場(chǎng)前景引起了業(yè)界廣泛的布局和投入。業(yè)界為5G毫米波通信提供了多種芯片方案（GaAs/GaN毫米波前端方案和Si/GeSi基毫米波前端方案）和部署方案，呈現(xiàn)百花齊放、各家爭(zhēng)鳴的特點(diǎn)，但現(xiàn)狀是所有芯片方案都需要極大的改進(jìn)或進(jìn)步。行業(yè)需要一種性能全面優(yōu)異且成本實(shí)惠的芯片方案和部署方案來解決5G 毫米波通信的基礎(chǔ)芯片難題，以便5G毫米波通信產(chǎn)生更好的經(jīng)濟(jì)效益，更好的滿足人們的預(yù)期。
深圳市晶準(zhǔn)通信技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“晶準(zhǔn)通信”）面向5G 毫米波通信應(yīng)用，在5G毫米波MMIC進(jìn)行了理論探索和產(chǎn)品研制，提出了GaAs基異構(gòu)芯片方案，成功實(shí)現(xiàn)了GaAs基工藝的業(yè)界最佳的單位面積功能集成度和最佳性能集成度，這一標(biāo)志性突破將極大的降低面向5G 毫米波通信和毫米波雷達(dá)的化合物基毫米波芯片成本以及尺寸，具有巨大的潛在經(jīng)濟(jì)效益。目前所完成的產(chǎn)品驗(yàn)證包括5G毫米波TR 前端芯片（如圖.1所示）、毫米波功率放大器（PA）、毫米波低噪聲放大器（LNA）、毫米波高功率開關(guān)（HP_SPDT）、毫米波小尺寸開關(guān)（LP_SPDT）等，其中5G毫米波TR 前端芯片的尺寸為行業(yè)同功能GaAs TR MMIC尺寸的1/4 以下。晶準(zhǔn)通信將5G毫米波相關(guān)的產(chǎn)品功能的尺寸降低至現(xiàn)有市場(chǎng)商用產(chǎn)品尺寸的1/10~1/4，幾乎將成本做到接近Si/GeSi基毫米波芯片的成本，同時(shí)保持?jǐn)?shù)倍于Si/GeSi基毫米波芯片的性能，打破了GaAs在MMIC應(yīng)用以來數(shù)十年功能集成度和性能集成度難以提升的行業(yè)瓶頸，并為GaAs等化合物基毫米波芯片相對(duì)Si/GeSi基毫米波芯片在普通商用領(lǐng)域展現(xiàn)出絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。
特別說明的是，晶準(zhǔn)通信的雙通道毫米波PA（如圖.3所示）（>25dBm）的功率密度接近0.8W/mm2（其中PA核心區(qū)域的功率密度超過1 W/mm2），幾乎接近同頻段下的GaN MMIC功率密度。
5G 毫米波通信現(xiàn)狀
移動(dòng)通信經(jīng)歷過數(shù)十年和5個(gè)世代的發(fā)展，為社會(huì)帶了巨大的變化，融入了人們生活的每個(gè)細(xì)節(jié)?，F(xiàn)在，第5代移動(dòng)通信（5G）在世界主要國(guó)家已經(jīng)廣泛部署，逐漸成為人們生活的主要通信方式。在5G 的部署方案中，第一次出現(xiàn)工作于毫米波頻段的新方案，5G毫米波通信方案與Sub-6G的或2G～4G的部署方案具有顯著不同的特點(diǎn)：一是毫米波通信鏈路采用全新的硬件架構(gòu)；二是毫米波的應(yīng)用基于解決新的通信瓶頸或?yàn)闈M足新的需求。
關(guān)于Sub-6G的部署方案，眾所周知：基于算法優(yōu)化的通信算法已經(jīng)逼近香濃定律指示的極限；可使用頻段非常有限，通信業(yè)界甚至采取退網(wǎng)2G、3G、4G以便獲取5G通信頻段的方式擴(kuò)展Sub-6G的通信的容量；采取數(shù)字波束賦形算法獲取系統(tǒng)容量提升需要付出足夠高的算力資源和電力能源，單位比特成本效益和能耗效益的提升相對(duì)4G非常有限。Sub-6G的方案已經(jīng)遇到難以克服的科學(xué)瓶頸和工程瓶頸。業(yè)界科學(xué)家、研究機(jī)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)公司將目光放到6GHz以上的頻段，積極謀取頻段授權(quán)和進(jìn)行產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)布局。
5G通信部署網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的新的毫米波頻段（FR2）通信方案已經(jīng)在部分國(guó)家規(guī)?；逃?，但相對(duì)Sub-6G的部署規(guī)模來說還非常小。5G毫米波通信網(wǎng)絡(luò)相對(duì)Sub-6G通信網(wǎng)絡(luò)具有幾個(gè)新特性：更高的容量和速率；更低的延時(shí)；可構(gòu)建絕對(duì)安全的物理信道；更高的理論的單比特成本效益和能耗效益；精準(zhǔn)的物理定位和多功能感知應(yīng)用；數(shù)十倍以上的可使用帶寬（結(jié)合波束賦形等技術(shù)，毫米波載波系統(tǒng)相對(duì)Sub-6G可實(shí)現(xiàn)上千倍通信容量提升）等，在人們突破香濃定律預(yù)示的理論極限或工程上實(shí)現(xiàn)更高效率的算力芯片或更高性能的功率器件之前，采用毫米波網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建移動(dòng)通信可以滿足未來十年甚至數(shù)十年人們對(duì)通信的需求。
5G毫米波通信部署難點(diǎn)與待解決問題
現(xiàn)在的5G毫米波的推廣和部署為什么困難重重呢？了解到我國(guó)優(yōu)先部署技術(shù)方案相對(duì)成熟和具有產(chǎn)業(yè)自主基礎(chǔ)的Sub-6G網(wǎng)絡(luò)，毫米波部署網(wǎng)絡(luò)雖然已經(jīng)開始發(fā)放商用牌照，但是進(jìn)展相對(duì)較為緩慢；毫米波元器件產(chǎn)業(yè)相對(duì)較為發(fā)達(dá)的歐美、日韓已經(jīng)開始規(guī)?；撩撞ňW(wǎng)絡(luò)，但相對(duì)比重不到5G部署總量的1/2。由此不難推測(cè)，5G毫米波網(wǎng)絡(luò)部署中面臨著難題，即現(xiàn)已部署的毫米波網(wǎng)絡(luò)跟理想中的毫米波網(wǎng)絡(luò)具有顯著的差距或在使用體驗(yàn)上需要做出巨大的改善。
我們簡(jiǎn)單的分析一下現(xiàn)在部署的毫米波網(wǎng)絡(luò)的大致情況：5G毫米波移動(dòng)終端主要采用高通公司的5G套片方案，業(yè)界主要的其他幾家通信設(shè)備公司相繼推出了支持毫米波通信的基帶芯片，但是在毫米波通信終端AIP模塊上還在繼續(xù)改進(jìn)和優(yōu)化，努力探索新方案；在5G基站領(lǐng)域，世界各大公司都推出了商用的毫米波基站方案，大多采用了256～1024相控陣單元的有源天線陣列，而支持毫米波鏈路的射頻元器件多采用Si CMOS和GeSi BiCMOS器件工藝制作，具備典型的射頻、數(shù)?；旌霞呻娐返奶攸c(diǎn)?；赟i CMOS或GeSi BiCMOS的毫米波芯片在射頻（毫米波頻段）性能至關(guān)重要的幾個(gè)參數(shù)上，相對(duì)化合物基毫米波芯片不占據(jù)優(yōu)勢(shì)：例如接收鏈路的噪聲系數(shù)和線性動(dòng)態(tài)范圍、發(fā)射鏈路的輸出功率和效率以及頻率源的相位噪聲等（毫米波鏈路示意圖如圖.2）。
在無線通信中，可以用幾個(gè)關(guān)鍵的參數(shù)指標(biāo)來衡量通信設(shè)備的硬件性能：信號(hào)輻射范圍、信道誤碼率、信號(hào)鏈接穩(wěn)定性。（如圖.1）信號(hào)輻射范圍或信號(hào)輻射距離由信號(hào)的發(fā)射端發(fā)射功率以及接收端鏈路的接收靈敏度和路徑傳播損耗共同決定。舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來說明：在傳輸距離不變、發(fā)射端和接收端天線增益不變的前提下，接收鏈路的噪聲系數(shù)降低3 dB,相應(yīng)的發(fā)射端發(fā)射功率可以降低約3 dB。假設(shè)基站發(fā)射天線的能耗效率不變，采用化合物芯片的終端可使基站發(fā)射天線降低約一半的功耗。由此計(jì)算出數(shù)百萬或數(shù)千萬的基站部署數(shù)量時(shí)，能耗降低一半這種優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)為顯著的利于節(jié)能和降低對(duì)電力能源的需求，基站設(shè)備的供電設(shè)備和設(shè)備的成本壓力也將極大的改善。目前，行業(yè)各大公司提供的Si CMOS或GeSi BiCMOS的毫米波芯片單通道輸出功率為10～20 dBm，接收噪聲4.5～6.5dB,（在TR集成下，Si/GeSi基芯片發(fā)射與接收性能難以兼顧，）大多采用256～1024單元陣列規(guī)模，毫米波通信基站有源陣列天線性能的提高需更大規(guī)模數(shù)量的芯片和天線單元，實(shí)際表現(xiàn)為設(shè)備性能提升比率將逐步降低，而成本提升比率將逐步提高。同時(shí)，大尺寸天線或AAU設(shè)備在部署和維護(hù)的成本相對(duì)較高，由此引起的外觀美化、設(shè)備穩(wěn)定度都有所下降。
另外，采用Si/GeSi基毫米波芯片的毫米波基站天線陣列需要數(shù)百個(gè)天線陣子，以便得到較高的陣列天線增益；但從另一個(gè)角度看，這種規(guī)模的天線陣列的輻射波束角較為狹窄，在基站部署輻射范圍約50-300米的輻射范圍內(nèi)，每一個(gè)波束覆蓋的有效區(qū)域非常小，基站與用戶的相互確認(rèn)過程（波束對(duì)準(zhǔn)和身份識(shí)別）需要耗費(fèi)較大的時(shí)間，相應(yīng)的鏈接穩(wěn)定性將隨著用戶的移動(dòng)速率的提高迅速變差，毫米波通信的速率優(yōu)勢(shì)難以發(fā)揮。
如果毫米波芯片能夠提高發(fā)射功率和降低接收噪聲系數(shù)，毫米波基站的輻射效率和基站與用戶的鏈接穩(wěn)定性將會(huì)得到極大的改善，同時(shí)有利于降低能耗。
代表著高性能的GaAs/GaN毫米波芯片的性能幾乎可以接近理想的滿足設(shè)備的性能期望值，但是現(xiàn)有行業(yè)的化合物基毫米波芯片的尺寸與成本是行業(yè)認(rèn)為的難以接收的門檻。例如，一個(gè)完整的支持波束賦性的收發(fā)前端（包括：收發(fā)開關(guān)、功率放大器、低噪聲放大器、幅相控制器），如果采用Si CMOS 或GeSi BiCMOS的工藝，大概尺寸可以做到1.5～5.0 mm2,而采用化合物工藝的尺寸大約在8～30 mm2（在此，我們先忽略尺寸與性能的關(guān)系）；另外，Si CMOS或GeSi BiCMOS的功能集成度相對(duì)化合物工藝有著顯著的優(yōu)勢(shì)；再者，單位成本角度看，化合物芯片的單位成本是Si或GeSi的數(shù)倍。從毫米波天線陣列的角度看，如果我們簡(jiǎn)單的進(jìn)行一下思考：一個(gè)收發(fā)鏈路對(duì)應(yīng)一個(gè)天線單元，那么毫米波芯片必須滿足毫米波陣列天線中天線間距的要求。以5G通信采用的中心頻率26GHz的頻段為例，半波長(zhǎng)的天線間距大約為5.5um,現(xiàn)有的商用化合物芯片在尺寸上很難滿足或滿足不了（瓦片式方案）要求。綜合的看，目前業(yè)界普遍將毫米波通信所采用的元器件的突破或選型方案放在Si或GeSi 工藝的芯片方案上，體現(xiàn)了行業(yè)中先做出來后優(yōu)化的思路，多數(shù)的毫米波芯片都不斷尋求優(yōu)化方案。但從本質(zhì)上來講，半導(dǎo)體材料決定了對(duì)應(yīng)毫米波芯片性能的上限，電路上能提升性能但較為有限。
從現(xiàn)實(shí)角度看，行業(yè)傾向選擇了現(xiàn)有較為可行的Si或GeSi基工藝方案作為主流商用方案，即主流基站方案選擇了性能較為優(yōu)異的GeSi基BiCMOS工藝路線，移動(dòng)終端選擇了Si基CMOS工藝路線。不過非常可惜的是，已部署的5G毫米波網(wǎng)絡(luò)目前體驗(yàn)感需要提升、部署成本需要降低，經(jīng)濟(jì)效益較Sub-6G方案沒有體現(xiàn)理論上應(yīng)該具備的優(yōu)勢(shì)。如果選擇Si或GeSi基方案繼續(xù)前行，將在使用體驗(yàn)上充滿阻力，在經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)上面臨壓力。
晶準(zhǔn)通信在5G毫米波GaAs基MMIC上的
突破與性能優(yōu)勢(shì)
晶準(zhǔn)通信的團(tuán)隊(duì)基于多年的MMIC設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)積累以及來自設(shè)備商和運(yùn)營(yíng)商對(duì)毫米波芯片的期望，經(jīng)歷約多年的積極探索研究，提出了兼顧性能、成本以及具備現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的異構(gòu)芯片方案：即化合物基電路實(shí)現(xiàn)完整的射頻鏈路，Si基電路實(shí)現(xiàn)控制與能源管理功能。這種方案可以完全基于現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，降低了中高端工藝的需求，可以滿足部署毫米波網(wǎng)絡(luò)的極大規(guī)模需求。晶準(zhǔn)通信的第一次流片就較為成功的驗(yàn)證了新方案路線的MMIC產(chǎn)品可行性，并向行業(yè)伙伴和潛在用戶送樣。
晶準(zhǔn)通信向業(yè)界報(bào)告的毫米波MMIC產(chǎn)品進(jìn)展：包括TR MMIC（如圖.1）、雙通道PA MMIC（如圖.3）、LNA MMIC（如圖.4）等毫米波MMIC芯片。
以TR集成毫米波前端芯片（如圖.2）為案列進(jìn)行分別功能模塊介紹，主要包括4個(gè)模塊：發(fā)射鏈路功率放大器PA、高功率非對(duì)稱開關(guān)HP_SPDT、接收鏈路低噪聲放大器LNA、集成小尺寸開關(guān)LP_SPDT。幾種毫米波功能模塊在毫米波相控陣系統(tǒng)中占據(jù)至關(guān)重要的角色，并占據(jù)最大的尺寸比重，每一種功能都影響毫米波多通道芯片的成本、性能以及使用便捷性。
基于產(chǎn)品驗(yàn)證和業(yè)界需求，結(jié)合TR芯片中的PA功能模塊構(gòu)架了一種雙通道PA（如圖.3）。
圖.3右側(cè)簡(jiǎn)介了雙通道PA MMIC的照片和輸出功率，在24-28 GHz的整個(gè)帶寬里輸出功率大于25 dBm,增益大約10-15 dB，且較為平坦。我們還測(cè)試了P-1與P-3的差別，相差不到0.3 dB，顯示該P(yáng)A具有優(yōu)秀的線性特性。該P(yáng)A（2級(jí)）直流偏置不到80mA，在多通道集成芯片中完全滿足系統(tǒng)散熱指標(biāo)要求（散熱指標(biāo)限制值由設(shè)備商伙伴提供，為定義PA或TR的輸出功率提供了設(shè)計(jì)依據(jù)）；核心電路尺寸不到0.35mm2,功率密度達(dá)到約1W/mm2 。在產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界的報(bào)道中，該雙通道PA輸出功率密度處于最高功率密度水平，幾乎和GaN基商用毫米波PA MMIC的功率密度持平。
圖.4簡(jiǎn)介了3級(jí)LNA MMIC（與圖.1中TR芯片中LNA相同）的照片和測(cè)量噪聲系數(shù)，在24-28 GHz的整個(gè)帶寬里接收噪聲系數(shù)約不到2dB,增益大約20 dB，且較為平坦。該LNA MMIC輸出P-1大于10 dBm；核心電路尺寸不到0.30 mm2。在產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界的報(bào)道中，是同等性能和功能前提條件下最小化合物基LNA尺寸（同等性能下），幾乎是現(xiàn)有同功能商用產(chǎn)品尺寸的1/4以下。
圖.5簡(jiǎn)介了射頻前端的前置開關(guān)HP_SPDT（由于尺寸太小，不方便獨(dú)立成產(chǎn)品）的插入損耗測(cè)量結(jié)果，為了滿足PA的輸出功率線性度要求和LNA的低噪聲以及隔離要求，該開關(guān)采用了全新的設(shè)計(jì)，核心尺寸不到0.15 mm2，發(fā)射鏈路損耗小于0.8 dB, 接收鏈路損耗約1.2 dB,隔離度大于25 dBc。在產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界的報(bào)道中，該開關(guān)是同等性能下為行業(yè)最小尺寸。
圖.6簡(jiǎn)介了射頻前端的小尺寸開關(guān)LP_SPDT（由于尺寸太小，不方便獨(dú)立成產(chǎn)品）的插入損耗測(cè)量結(jié)果，核心尺寸不到0.02 mm2，插入損耗約1.5 dB，該開關(guān)輸入P-1大于10 dBm,隔離度大于20 dBc，用于收發(fā)鏈路信號(hào)切換。在產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界的報(bào)道中，該開關(guān)占用芯片尺寸是所有毫米波開關(guān)中的最小尺寸水平。
綜合上述，晶準(zhǔn)通信實(shí)現(xiàn)了基于GaAs工藝的高度的集成度驗(yàn)證，并驗(yàn)證了高度集成設(shè)計(jì)下的芯片產(chǎn)品性能。在TR集成芯片中，可表現(xiàn)為發(fā)射輸出功率大于24 dBm, 接收噪聲系數(shù)約3 dB,核心部分尺寸低于1 mm2, 在業(yè)界展示出最高的單位尺寸功能集成度和單位功能性能集成度。與行業(yè)中的同功能類型或同應(yīng)用類型的Si/GeSi基毫米波芯片相比，發(fā)射輸出功率相對(duì)行業(yè)Si/GeSi主流芯片產(chǎn)品的發(fā)射輸出功率有4～10 dB的提升，接收噪聲有2～3 dB的性能提升,而芯片核心尺寸低于大部分Si/GeSi TR（同功能部分）芯片的尺寸，打破了業(yè)界關(guān)于GaAs毫米波芯片難以滿足毫米波相控陣天線間距的認(rèn)知限制，并做到了完全超越Si基毫米波TR芯片的射頻功能和性能集成密度。
晶準(zhǔn)通信將向5G通信設(shè)備商伙伴提供集成4通道、8通道（支持雙極化）的5G毫米波MMIC芯片或AIP模組（如圖.7所示）。預(yù)期8通道芯片JC1101（如圖.7所示）尺寸約5*6 mm2,輸出功率P-1大于24 dBm,接收噪聲系數(shù)小于3dB，支持雙極化和波束獨(dú)立賦形。
晶準(zhǔn)通信5G 毫米波GaAs 基芯片的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
為了更直觀的分析晶準(zhǔn)通信異構(gòu)方案在5G毫米波部署網(wǎng)絡(luò)中體現(xiàn)的積極意義，在關(guān)于毫米波通信的兩個(gè)維度進(jìn)行了對(duì)比分析：一個(gè)是通信鏈路（上行鏈路與下行鏈路）中的性能收益（如圖.8所示）；另一個(gè)是5G毫米波網(wǎng)絡(luò)部署的經(jīng)濟(jì)效益（如圖.9所示）。
對(duì)比分析選擇了行業(yè)中輸出功率能力最高的GeSi BiCMOS毫米波產(chǎn)品（某公司4通道波束賦形芯片：輸出功率20 dBm）來構(gòu)建基站設(shè)備，同時(shí)參考較為優(yōu)秀的Si CMOS芯片構(gòu)建終端AIP，共同構(gòu)成業(yè)界典型的部署案列，為組合1；基于晶準(zhǔn)通信已獲得產(chǎn)品（驗(yàn)證）性能用于構(gòu)建組合2。（本文對(duì)所述參考對(duì)象的產(chǎn)品來自學(xué)術(shù)界相關(guān)論文（與產(chǎn)品相關(guān)聯(lián)），數(shù)據(jù)如有錯(cuò)誤，歡迎指正修改。）組合1與組合2的對(duì)比分析結(jié)果和毫米波鏈路性能收益如圖.8所示，可見，基于組合2方案部署的毫米波信號(hào)鏈路在通信上行鏈路和下行鏈路都取得優(yōu)異性能提升，大大提升了毫米波網(wǎng)絡(luò)部署的經(jīng)濟(jì)效益。
在構(gòu)建用于5G毫米波通信的單極化相控陣天線中，對(duì)于輻射EIRP為64 dBm (P-1)的基站天線設(shè)備，僅需要晶準(zhǔn)通信的TR芯片約64通道，在大規(guī)模量產(chǎn)下，相應(yīng)的裸片生產(chǎn)成本低于1000元，低于同樣性能（EIRP輻射值）下Si/GeSi基工藝的裸片總成本；在基站設(shè)備的其他部分，有效天線面積可以縮小至25%（相對(duì)Si基毫米波方案基站），波束算法成本、電源管理成本、電力能耗也將顯著的降低。如圖.9所示，晶準(zhǔn)通信的芯片將極大的有利于毫米波信號(hào)覆蓋的改善和鏈接穩(wěn)定性。從產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、最佳能源效率、最小部署難度、部署成本等角度看，晶準(zhǔn)通信的異構(gòu)毫米波芯片方案將成為更為優(yōu)異的選擇，在此不進(jìn)行詳細(xì)描述。
綜合上述，晶準(zhǔn)通信在毫米波MMIC芯片的產(chǎn)品突破將極大的降低5G毫米波基站的成本，為毫米波移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的部署提供具有顯著經(jīng)濟(jì)效益，利于5G 毫米波通信的應(yīng)用領(lǐng)域的拓展和大規(guī)模部署。在可預(yù)見的將來，毫米波通信的每比特硬件成本和每比特能耗將降低至現(xiàn)有已部署網(wǎng)絡(luò)的1/100以下，并將遠(yuǎn)低于Sub-6方案。
晶準(zhǔn)通信在毫米波感知領(lǐng)域布局的新方案
隨著汽車電動(dòng)化、智能化浪潮的推進(jìn)，提供安全保障的感知層作為核心模塊，受到了行業(yè)的關(guān)注。其中，核心感知元器件之一毫米波雷達(dá)迎來高速增長(zhǎng)周期，市場(chǎng)超過300億元人民幣。晶準(zhǔn)通信為滿足毫米波雷達(dá)的高速發(fā)展和性能需求，積極提出了全集成的76-81 GHz（兼顧77 GHz和79 GHz應(yīng)用）多通道集成雷達(dá)芯片、92-96 GHz（高精度感知和測(cè)量應(yīng)用）多通道集成雷達(dá)芯片以及24 GHz（無人機(jī)前置雷達(dá)和智慧道路應(yīng)用）多通道集成雷達(dá)芯片等芯片方案，有望在不久的將來向業(yè)界的伙伴提供MMIC產(chǎn)品。以下簡(jiǎn)單介紹晶準(zhǔn)通信E波段JC1501（晶準(zhǔn)通信定義的產(chǎn)品型號(hào)）雷達(dá)芯片方案的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。
晶準(zhǔn)通信即將推出的JC1501（如圖.10所示） E波段芯片方案集成4個(gè)發(fā)射通道和4個(gè)接收通道以及可重構(gòu)模塊，單通道發(fā)射功率P-1大于20 dBm，接收噪聲系數(shù)約5～6 dB;可重構(gòu)模塊可以為用戶提供多種硬件配置，實(shí)現(xiàn)近距雷達(dá)、中遠(yuǎn)距距雷達(dá)的硬件的靈活構(gòu)建和瞬態(tài)切換。JC1501發(fā)射鏈路支持模擬波束賦形，接收鏈路支持?jǐn)?shù)字波束賦形，其中多顆JC1501可以構(gòu)建大規(guī)模陣列，實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離輻射功能和并行多功能雷達(dá)功能。JC1501內(nèi)部集成多個(gè)濾波器，有效抑制了中頻、接收射頻以及本振信號(hào)的干擾，以及提高了相關(guān)信號(hào)的諧波抑制度，使JC1501預(yù)期可以得到較為優(yōu)異的信號(hào)頻譜純凈度，這一特性在雷達(dá)應(yīng)用中非常重要。JC1501還可支持不同溫度下幅度自補(bǔ)償和幅相數(shù)字補(bǔ)償。在由多顆JC1501芯片構(gòu)建的大規(guī)模陣列中，可實(shí)現(xiàn)多功能、多波束、4D成像等高性能多功能雷達(dá)。為了滿足毫米波感知的各種應(yīng)用場(chǎng)景，采用了可配置信號(hào)鏈路方案，該方案可滿足毫米波不同測(cè)距、多種應(yīng)用場(chǎng)景。
JC1501在用戶選擇合適的MCU搭配下（如圖.11所示），可以開發(fā)車載感知或智能駕駛、場(chǎng)景檢測(cè)、高靈敏感知等應(yīng)用設(shè)備。業(yè)界已通過車規(guī)認(rèn)證的MCU種類都已比較可觀，這將為JC1501在車載雷達(dá)領(lǐng)域的發(fā)展奠定有利基礎(chǔ)。JC1501的封裝尺寸約為6*6.4 mm?,預(yù)期成本趨近于現(xiàn)有業(yè)界Si/GeSi 基工藝的類似功能的毫米波芯片的成本，但可以為用戶的設(shè)備提升數(shù)倍的射頻性能。由于JC1501的毫米波鏈路獨(dú)立于雷達(dá)算法部件，因此，無論雷達(dá)算法需要多大的算力以至于要求算力硬件（MCU）不斷提升性能，JC1501將可以繼續(xù)不變。JC1501優(yōu)異的性能可以適配毫米波雷達(dá)不斷發(fā)展的技術(shù)，在寬廣的應(yīng)用領(lǐng)域和雷達(dá)更新?lián)Q代中維持量產(chǎn)交付，這一特點(diǎn)將顯著的利于JC1501成本控制和質(zhì)量管理。JC1501在76-81GHz雷達(dá)領(lǐng)域可實(shí)現(xiàn)一芯走天下，一芯“樹長(zhǎng)青”。
毫米波汽車?yán)走_(dá)在電動(dòng)化和智能駕駛的發(fā)展潮流下，正朝著更高測(cè)量精度、測(cè)量距離和多目標(biāo)成像等目標(biāo)發(fā)展。JC1501相對(duì)現(xiàn)有商用毫米波產(chǎn)品有著明顯的射頻性能優(yōu)勢(shì)，對(duì)比結(jié)果如表.1所示, JC1501收發(fā)鏈路的信噪比提升超過12 dB以上,理論上有助于雷達(dá)實(shí)現(xiàn)輻射距離提升一倍。JC1501可構(gòu)建瞬態(tài)切換功能的雷達(dá)，可以支持同時(shí)探測(cè)輻射方向的微距、近距、中長(zhǎng)距，是性能較為全面的汽車感知部件。目前業(yè)界的汽車前置中長(zhǎng)距雷達(dá)普遍為150-250 m，采用JC1501芯片（JC1501多芯片組）的雷達(dá)有望實(shí)現(xiàn)提升一倍以上的探測(cè)距離，這一突破有利于汽車?yán)走_(dá)在惡劣的天氣下還可以保持優(yōu)異的雷達(dá)探測(cè)效果，或者有助于汽車?yán)走_(dá)識(shí)別路面平坦精度或路面上的不利于行車安全的更小尺寸的異物。毫米波MMIC性能的提升有助于汽車行駛安全，進(jìn)一步有助于高級(jí)別智能駕駛進(jìn)入人們的生活。JC1501有望在未來十年中展現(xiàn)性能優(yōu)勢(shì)，引領(lǐng)毫米波雷達(dá)領(lǐng)域的技術(shù)新趨勢(shì)。
敬請(qǐng)關(guān)注電子技術(shù)應(yīng)用2023年2月22日==>>商業(yè)航天研討會(huì)<<
