電子科技大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院（示范性微電子學(xué)院）博士生張凈植在2018年國(guó)際固態(tài)電路會(huì)議（ISSCC）上發(fā)表研究成果，提出了一種“基于強(qiáng)耦合變壓器的電流提升技術(shù)”，初步實(shí)現(xiàn)了用一款芯片覆蓋多個(gè)頻段，讓5G通信“全球通”變成了可能。

2015年，張凈植的導(dǎo)師康凱正承擔(dān)國(guó)家5G技術(shù)方面的一個(gè)重大專項(xiàng)，他有機(jī)會(huì)參與其中，負(fù)責(zé)頻率源方面的部分研究任務(wù)。而正是這次研究，讓他將目光鎖定在了5G芯片上。

張凈植發(fā)現(xiàn)，目前不同國(guó)家劃分的應(yīng)用于5G通信的頻段各不相同。比如，中國(guó)用的是24.75GHz~27.5GHz和37GHz~42.5GHz頻段，美國(guó)用的是27.5GHz~28.35GHz、37GHz~38.6GHz和38.6GHz~40GHz頻段，歐洲用的是24.25GHz~27.5GHz頻段，日韓則采用26.5GHz~29.5GHz。也就是說，如果5G手機(jī)的芯片不支持這么多不同頻段，出國(guó)后就無(wú)法正常通信了。

相對(duì)于當(dāng)前使用的4G技術(shù)，5G技術(shù)在吞吐率、時(shí)延、連接數(shù)量、能耗等方面有一個(gè)質(zhì)的飛躍，就像美國(guó)運(yùn)營(yíng)商Sprint新任總裁和即將上任的CEO邁克爾·康貝斯在今年的摩根大通全球技術(shù)、媒體和通信會(huì)議上所說的，如今的4G網(wǎng)速平均只有30MB/秒，而5G提供的網(wǎng)速將是它的15倍。因此，學(xué)界和業(yè)界都對(duì)5G給予厚望。

張凈植的研究成果，就是兩方小小的“通用芯片”：大的芯片只有910微米×920微米（1微米=10-6米），小的芯片為700微米×670微米，面積都小于1平方毫米，大小相當(dāng)于一根繡花針的橫截面。

但這種小芯片卻具有“兼容并蓄”的“寬廣胸襟”，極大地提升了注入鎖定倍頻器的工作帶寬，即“基于CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）工藝的超寬帶注入鎖定倍頻器”，簡(jiǎn)而言之，就是為了解決5G芯片在不同電磁頻段“水土不服”的難題而專門設(shè)計(jì)的。

在與業(yè)界最先進(jìn)技術(shù)的比較中，該技術(shù)在僅消耗兩倍功耗的情況下，將工作帶寬提升了5.2倍，同時(shí)還解決了毫米波頻段中“低相位噪聲信號(hào)源的大帶寬設(shè)計(jì)”難題，為毫米波領(lǐng)域超寬帶低相位噪聲信號(hào)源設(shè)計(jì)提供了一個(gè)可行方案，對(duì)5G通信的高頻段多頻帶應(yīng)用有著實(shí)際意義。

左邊是差分輸出芯片，是核心電路的驗(yàn)證模塊；右邊是正交輸出芯片，是完整的、可以用于5G系統(tǒng)的芯片。

原文：

http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2018/5/412885.shtm