我国学者在5G/6G移动终端及基站电路研究方面取得新进展

  天津大学马凯学教授研究团队在5G/6G功率放大器芯片及基站功率放大器电路研究方面取得新进展。并于2022年2月20-24日,在美国旧金山举行的国际集成电路领域顶级会议(ISSCC2022)上,就毫米波功率放大器创新技术作长文会议报告和工业展示。随着新一代通信技术5G毫米波和6G对高数据通信速率大幅提升,为提高数据通信速率所普遍采用的高阶正交幅度调制(QAM)、正交频分复用(OFDM)和载波聚合等技术使得通信信号的峰均比大幅提升,导致无线通信系统对于线性度的要求不断提高。然而功耗问题是5G通信乃至未来6G无线通信的瓶颈性问题。功率放大器是无线终端或基站功耗最大的元器件,需要在功耗、效率和线性度方面提升。

  本项工作提出了一种高回退效率的新型功率放大器拓扑与理论:基于变压器的并联-串联混合型负载调制。将此技术应用于针对硅基芯片上高阶复杂匹配网络损耗大的问题,将并联-串联混合型高阶负载调制结构转化为基于变压器的差分匹配形式减小尺寸和损耗,并融合高速宽带的自适应偏置电路和非线性补偿电路。基于传统商用的55nm Bulk CMOS工艺,实现饱和输出功率高于25.5 dBm,功率回退6dB处效率高于20%,功率回退12dB处效率高于14%。相比近几年国际领先的5G毫米波CMOS功率放大器芯片,该功率放大器芯片在紧凑的芯片尺寸下,实现了高线性输出功率、12dB回退最高的功率回退效率,达到了国际领先水平。

   习近平总书记在党的二十大报告中强调:“加快发展数字经济,促进数字经济和实体经济深度融合,打造具有国际竞争力的数字产业集群。”发展数字经济是把握新一轮科技革命和产业变革新机遇的战略选择,推动数字经济和实体经济融合发展是推动我国经济高质量发展的重要方面。不断做强做优做大我国数字经济,促进数字经济和实体经济深度融合,才能更好推动经济实现质的有效提升和量的合理增长。加快打造“5G+”示范城市,为制造业智能化改造和数字化转型提供关键支撑。