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“5G”正逐步向我们走来，然而，不同国家划分的“5G”通信频段各不相同。于是，这尴尬一幕可能在未来出现：出国旅游，5G手机竟然“失灵”了。如何解决5G芯片“水土不服”的问题？
4月11日记者从电子科技大学获悉，该校电子科学与工程学院（示范性微电子学院）博士生张净植，在日前召开的2018年国际固态电路会议（ISSCC）上以第一作者发表论文，提出了一种“基于强耦合变压器的电流提升技术”，初步实现了用一款芯片把多个频段全部覆盖，让“全球通”变成了可能。
目前不同国家应用于5G通信的频段各不相同，我国是24.75-27.5GHz和37-42.5GHz频段，欧洲是24.25-27.5GHz频段，日韩则采用26.5-29.5GHz。在这种情况下，如果手机芯片不支持这么多不同频段，出国旅游时手机就无法正常通信了。究竟能否研发一款宽频带“通用芯片”全部覆盖以上各个不同频段呢？
张净植在2018年国际固态电路会议展示的研究成果便完成了上述构想。他在论文中设计了两种的5G“通用芯片”，大的有910微米×920微米，小的为700微米×670微米，面积都小于1平方毫米，大小相当于一根针的横截面。这种小芯片却具有“兼容并蓄”的广阔“胸怀”，极大地提升了注入锁定倍频器的工作带宽，它的专业称呼是“基于CMOS（互补金属氧化物半导体）工艺的超宽带注入锁定倍频器”。在与业界最先进技术的比较中，该技术在仅消耗2倍功耗的情况下，将工作带宽提升了5.2倍，它还解决了毫米波频段中“低相位噪声信号源的大带宽设计”挑战，为毫米波领域超宽带低相位噪声信号源设计提供了一个可行方案，对5G通信的高频段多频带应用有着实际意义。
“输入电流和工作带宽是正相关的，如果要提高电路的带宽就得想办法增强输入电流。而要增强输入电流，一种方法是增大输入信号，但一般而言，外部给的输入信号大小是固定的，所以此路不通。还有一种方法，就是提高输入极的增益，但业界已经把输入极优化得很好，想进一步提升基本不太可能。”谈及芯片研发思路，张净植说，在不断提出问题又不断自我否定之后，他提出了一个突破性想法:能不能用无源电路把电流提升，然后插入一个变压器，这样就可以使电流提高数倍的同时，把带宽也提高数倍。最终他和团队将这样的构想，付诸实践并获得成功。
“这种新型芯片，从一开始就是面向应用并且和工业界紧密结合的，随着5G通信时代的到来和各种应用逐渐推广，我们的芯片也将迎来更好的发展机遇。”他说，传统的移动通信工作频段主要集中在3GHz以下的低频段，频谱资源十分拥挤。而高频段（如毫米波、厘米波频段）的可用频谱资源相对更加丰富，能够有效缓解频谱资源紧张的现状，并实现极高速短距离通信的梦想，支持5G通信对容量和传输速率等方面的需求。
报道链接：http://www.stdaily.com/kjrb/kjrbbm/2018-04/11/content_657886.shtml
编辑：陈伟 / 审核：陈伟 / 发布：陈伟
