芯片研发“直道超车”他们靠的是技术创新

新安晚报 发布
  2022年11月8日,在安徽省科学技术奖励大会上,中国电科38所研发的一款射频前端芯片及组件荣获安徽省技术发明奖一等奖。记者了解到,该芯片突破了CMOS射频集成电路设计中低噪声放大器、高精度移相器、低功耗正交混频器、宽温增益补偿等多项关键技术,其一体化射频前端电路设计达到国际先进水平,具有自主可控、集成度高和低成本等优势。此项技术发明可广泛应用于5G通讯、卫星通讯、气象雷达等国民经济生活领域,也可以应用于大型科技装备。
  创新引领,率先开展研发
  集成电路是信息时代的核心基石,工业的基础。而射频前端又是无线连接和感知的核心,是实现信号发送和接收的基础,也是集成电路行业国产化难度较高的领域。
  当今,为了实现无线信号无缝覆盖,无线通讯基站部署密度将更高,成本和能耗问题一直是数量众多的基站射频前端面临的瓶颈问题之一。同时,在大型国防科技装备中射频系统通常基于多个分立的化合物芯片实现,难以满足小型化、集成化、低成本的需求,特别是大型相控阵雷达,成千上万的射频前端一直是制约设备性能、体积和成本的关键因素。CMOS工艺具有高集成、低成本和低功耗等优势,然而却一直面临射频性能难以提升、设计难度大等挑战。
  近年来,我国射频前端芯片设计取得了不错的成绩,但国外公司仍然掌握着大量核心技术,占据着大部分市场。开发自主可控高性能射频芯片及组件,解决国家技术亟需,满足市场需求,中国电科38所射频芯片团队不忘初心、牢记使命,坚持把科技创新作为引领发展的第一动力。他们以“闯”“创”“干”的精气神在科技创新上攀高峰、筑高地,在国内率先开展系列化CMOS射频前端芯片的研发,为国家高水平科技自立自强作出贡献,为集成电路高质量发展不懈奋斗。
  直道超车,瞄准市场需求
  如何在CMOS工艺这条赛道上实现超车?中国电科38所射频芯片团队自2012年起,就瞄准市场需求,结合集成电路内在属性,发挥专业优势,奋力实现核心技术创新与自主可控。
  通过多年关键技术攻关,该团队提出多种新的基于噪声抵消和电流复用技术的低噪声放大器电路拓扑结构,提升CMOS电路噪声性能。他们发明一种温度自适应和电流复用正交混频电路,实现收发链路宽温增益起伏补偿,降低了电路功耗,解决了CMOS工艺宽温增益起伏大的问题。还发明一种高精度有源移相器及一体化收发切换电路,为CMOS工艺上高性能移相器和收发开关提供了有效的解决办法,解决了CMOS工艺无源器件损耗大等难题,突破了多项技术瓶颈,完成了成果转化,实现了自主可控。该技术发明获授权发明专利20项,在国际集成电路和微波领域高水平期刊T-CASI和T-TAP等发表论文13篇。
  下一步,中国电科38所射频芯片团队还将继续聚焦前沿关键技术进行攻关突破,持续加强芯片研制及应用开发,切实把科技创新成果转化为推进科技事业发展的强大源动力,为推进中国式现代化贡献智慧和力量。
  骆先洋新安晚报安徽网大皖新闻记者陈牧