近日，中國(guó)工程院院士劉韻潔向業(yè)界宣布了一條好消息——南京網(wǎng)絡(luò)通信與安全紫金山實(shí)驗(yàn)室研發(fā)團(tuán)隊(duì)已成功研制CMOS毫米波全集成4通道相控陣芯片，并完成了芯片封裝和測(cè)試，每通道成本可由1000元降至20元；同時(shí)，其封裝集成了1024通道天線單元的毫米波大規(guī)模有源天線陣列。芯片與天線陣列有望2022年規(guī)模商用于5G系統(tǒng)。

業(yè)內(nèi)專(zhuān)家向記者表示，由于沒(méi)有披露更多細(xì)節(jié)，該款芯片是如何實(shí)現(xiàn)成本降低90%以上的，還不太好分析。但該款芯片將毫米波天線與毫米波芯片封裝在一起，采用了AiP封裝技術(shù)，在某種意義上有利于促進(jìn)我國(guó)的5G毫米波商用進(jìn)程，對(duì)國(guó)內(nèi)其他5G毫米波商用技術(shù)的研發(fā)奠定了一定基礎(chǔ)。此外，5G毫米波擁有大量潛在、未被充分利用的頻譜資源，將是5G時(shí)代Sub-6GHz的良好補(bǔ)充，國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商可將5G毫米波傳輸技術(shù)與sub-6GHz良好結(jié)合。

開(kāi)發(fā)毫米波有什么必要性？從2G到4G，移動(dòng)通信的頻段基本在2.7GHz以下，但當(dāng)?shù)皖l段的頻譜資源被耗盡時(shí)，就只能在高頻段獲取頻譜資源。美國(guó)選擇毫米波主要也是因?yàn)槠湓诘皖l段的資源十分緊張，只能在高頻段中“做文章”。

5G頻段目前分為兩部分，一個(gè)是sub-6GHz，另一個(gè)就是毫米波。不同于早已被業(yè)界熟知的Sub-6GHz頻段，位于高頻段的毫米波擁有大量未被充分利用的頻譜資源，研發(fā)毫米波器件成為未來(lái)推動(dòng)5G發(fā)展的方向之一。

毫米波有哪些優(yōu)勢(shì)？一是毫米波的頻譜豐富，可以搭載的寬帶頻段范圍較廣，而且它的傳輸速率快，最低傳輸速率可達(dá)到10Gbps；二是毫米波的波束較窄，在空間中辨別方向能力強(qiáng)，傳輸方向性好；三是由于光束窄，基于毫米波制作出來(lái)芯片更易做到小型化；;四是毫米波的載波間隔較大，單SLOT周期是低頻Sub-6GHz的1/4，空口時(shí)延較低，在一些對(duì)時(shí)延要求較高的場(chǎng)景大有可為。

毫米波的優(yōu)點(diǎn)是不少，但國(guó)內(nèi)目前主要以Sub-6GHz頻段擴(kuò)展5G網(wǎng)絡(luò)。那么，毫米波自身存在哪些缺陷制約了它的應(yīng)用？

盡管毫米波信息傳輸速度更快，但它有著非常大的缺陷——受制于無(wú)線電波的物理特性，毫米波的短波長(zhǎng)和窄光束特性讓信號(hào)分辨率、傳輸安全性以及傳輸速度得以增強(qiáng)，但傳輸距離大大縮減，且信號(hào)穿透能力較差、造價(jià)昂貴、功耗也很高。

谷歌公司對(duì)相同范圍內(nèi)、相同基站數(shù)量的5G覆蓋測(cè)試顯示，采用毫米波部署的5G網(wǎng)絡(luò)，100Mbps速率的可以覆蓋11.6%的人口，在1Gbps的速率下可以覆蓋3.9%的人口；而采用Sub-6GHz頻段的5G網(wǎng)絡(luò)，100Mbps速率的網(wǎng)絡(luò)可以覆蓋57.4%的人口，在1Gbps的速率下可以覆蓋21.2%的人口?？梢钥吹?，在Sub-6GHz下運(yùn)營(yíng)的5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋率是毫米波5倍以上，這也讓毫米波難以在短時(shí)間商用化。

那么，這個(gè)令人“喜憂參半”的技術(shù)為何被行業(yè)寄予厚望？因?yàn)镮TU IMT-2020規(guī)范要求5G速度達(dá)到20Gbit/s，單靠Sub-6GHz是搞不定的，需要用上毫米波。

一位通信行業(yè)專(zhuān)家曾向記者比喻，Sub-6GHz頻段仿佛是擁擠的地鐵，Wi-Fi、藍(lán)牙、衛(wèi)星廣播等都“擠”在一起，難免會(huì)“打架”。而毫米波頻段就像是無(wú)人區(qū)飛馳的敞篷跑車(chē)，時(shí)延低，容量高，可以同時(shí)有更多設(shè)備連接。

大唐移動(dòng)5G專(zhuān)家段滔認(rèn)為，運(yùn)營(yíng)商利用毫米波系統(tǒng)的大規(guī)模陣列天線技術(shù)，通過(guò)波束賦形，一部分波束可用于網(wǎng)絡(luò)回傳，一部分波束可用于容量覆蓋，從而可以替代傳統(tǒng)的光纖網(wǎng)絡(luò)，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)部署成本。

Sub-6GHz頻段覆蓋廣，信號(hào)強(qiáng)且穩(wěn)定;而毫米波速度快，時(shí)延低，能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)超高速傳播，兩者各有優(yōu)勢(shì)，都是“真?5G”，只不過(guò)是看哪個(gè)更適合運(yùn)營(yíng)商建設(shè)和使用場(chǎng)地的實(shí)際需要。未來(lái)毫米波系統(tǒng)可以用于室內(nèi)場(chǎng)館及辦公區(qū)覆蓋，也可應(yīng)用于室外熱點(diǎn)覆蓋、無(wú)線寬帶接入等，與Sub-6G協(xié)同組成雙連接異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)大容量和廣覆蓋的有機(jī)結(jié)合，未來(lái)市場(chǎng)空間可觀。
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