瞄準國家重大需求，高校、企業(yè)相互協(xié)同，以“內(nèi)生”力量打通科技創(chuàng)新的難點，日前，由蘇州能訊高能半導(dǎo)體公司、東南大學(xué)等單位共同參與的項目“氮化鎵中高頻芯片設(shè)計及制備工藝關(guān)鍵技術(shù)研究”，入選省重點研發(fā)計劃項目。以企業(yè)需求為主導(dǎo)，依托東南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院毫米波國家重點實驗室的技術(shù)支撐，該項目以突破“毫米波功率放大器”芯片設(shè)計和工藝為目標，提升效率、拓展帶寬，為推動5G毫米波大規(guī)模商業(yè)化起到關(guān)鍵作用。

比起4G，5G具有高速率、大容量等特點，但收發(fā)信號的基站陣列也更密集，確保信號傳輸高效、低延時，是5G通信系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關(guān)鍵?！斑@就需要基站的功率放大器具有更高的效率、更高集成度?！睎|南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院教授朱曉維告訴記者，在3G、4G通信系統(tǒng)中，由于信號的波長是厘米級，電路的尺寸較大，功率密度相應(yīng)較低，電路設(shè)計和制備工藝容易實現(xiàn)；然而，在毫米波下的5G世界，由于信號的波長已經(jīng)縮小至毫米級，電參數(shù)敏感度和功率密度都大大增加，不僅需要芯片集成度提高一個數(shù)量級以上，還需要采用第三代半導(dǎo)體氮化鎵工藝及毫米波電路技術(shù)，提高功率放大器芯片的工作效率和工作帶寬，輸出大功率的寬帶毫米波信號。

從厘米級到毫米級，毫厘之間，有待實現(xiàn)的卻是巨大的技術(shù)飛躍，需要在“芯片”上“起舞”。一方面為適應(yīng)“5G毫米波”發(fā)展，要求功率放大器具有高效率和高集成度；另一方面，放眼全球，毫米波功率放大器芯片化設(shè)計確實已在近兩三年內(nèi)成為趨勢，這是個技術(shù)“分水嶺”，我國科學(xué)家必須眼觀大局不掉隊。最先敏銳感知這一技術(shù)趨勢的是企業(yè)端，蘇州能訊高能半導(dǎo)體公司提出技術(shù)合作的需求，東大“接單”，依托毫米波國家重點實驗室專家資源，精準攻關(guān)、自主開發(fā)0.15um工藝的氮化鎵毫米波功率放大器芯片。

項目負責(zé)人之一、東南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院副教授張雷介紹，這一“功率放大器芯片”有兩大關(guān)鍵指標：提升效率、展寬帶寬，研發(fā)團隊從電路和工藝設(shè)計兩方面突破。在電路結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，通過研究等效柵寬技術(shù)、三路電路架構(gòu)和等效四分之一波長線，提升“功率放大器芯片”的效率、提高集成度、展寬工作帶寬。然而實現(xiàn)這一技術(shù)藍圖并非易事，0.15um氮化鎵制備工藝要求極高，就如同針尖上“繡花”，稍有偏差就會影響功率放大器芯片性能指標，蘇州能訊高能半導(dǎo)體公司發(fā)揚“工匠”精神，正在進行0.15um氮化鎵工藝線的開發(fā)，完成后將投入毫米波功率放大器流片，推動5G毫米波進入商業(yè)化階段。

通過采訪，記者深深感受到打通創(chuàng)新鏈，還是要堅持企業(yè)是主體，提升企業(yè)創(chuàng)新的能力和意愿，以利于催生新的創(chuàng)新試驗場。此外，支持國家重點實驗室等重大平臺載體，也將為產(chǎn)學(xué)研深度融合提供有力技術(shù)支撐，為區(qū)域創(chuàng)新積蓄持續(xù)動力，兩者協(xié)同，能打出漂亮的“組合拳”，為新技術(shù)市場化贏得時間。近年來毫米波國家重點實驗室牽頭承擔完成了國家973項目、國家重大專項課題、國家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新群體科學(xué)研究基金（一期、二期）、國家863項目等國家重大項目，曾獲國家自然科學(xué)獎、國家科技進步獎、省部科技進步獎等幾十項科研獎勵。當前，為解決國家重大需求、企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展需求，實驗室正瞄準5G大規(guī)模陣列、毫米波多通道電路芯片、汽車雷達等方向大力攻關(guān)。
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