IEEE Fellow、华南理工大学电信学院/微电子学院院长薛泉： 面向5G/6G的毫米波技术使命与创新

党博文

11月5日，在2020中国5G终端全球创新峰会暨第八届中国手机设计大赛天鹅奖颁奖礼上，IEEE Fellow、华南理工大学电信学院/微电子学院院长、华为“2012实验室”天线首席科学家薛泉表示，构筑万物智能社会的基石要以多维数字感知为前端、以无线高速互联为桥梁、以云端存储计算为后台，其中，5G、6G作为无线高速互联的桥梁，在应用场景上将加速“大智移物云”的到来，催生未来终端以多种形式存在。

随着5G、云计算、大数据、人工智能等技术的不断发展，我们正在快速迈进万物智能的社会。

据了解，“大智移物云”是将大数据、人工智能、5G、物联网、云计算结合到一起，云计算、大数据等信息技术交融渗透，不仅改变着人们的生活，也有望掀起新一轮产业变革，“大智移物云”也是产业互联网的重要技术载体和推动力。云计算、大数据等信息技术交融渗透，不仅改变着人们的生活，也有望掀起新一轮产业变革。

然而，在薛泉看来，要想真正实现“大智移物云”，终端将扮演非常重要的角色，未来的终端将以多种形式存在，而终端的技术突破也将直接引领应用场景的落地，毫米波则是其中代表。

“毫米波波长、频率高，有更大的绝对带宽，是我们希望获得的大量的数据、高数据的一个传送最重要的渠道。”薛泉表示，突破毫米波技术，既要着力发展毫米波相控阵收發器，也要发展mmW天线封装技术，目前我国毫米波芯片关键元部件及收发系统的研究正在取得创新性的进展，以毫米波为载体的5G、6G无线通信技术将是人工智能设计的核心使能技术。

具体来看，在技术路线上，系统级要确定系统架构给出指标分解，并对各子项目提出牵引性技术指标，模块级则依托CMOS收发芯片、前端芯片、宽带天线及阵列、三维封装技术、相控技术、基带信号等，在突破核心模块及平台技术并交付后，在平台级还需相控阵系统异构集成并进行实验研究。

在研究方法上，系统级需要系统新架构分析仿真和优化，模块级则芯片电路拓扑研究分布式天线结构研究、多物理场仿真分析及设计、流片（或加工 ）测试验证最终在平台级多物理场仿真实验测试方法实现互连技术，无源电路，异质集成，电磁兼容。

据了解，毫米波太赫兹电路与器件对尺寸、结构和材料更为敏感，这对毫米波太赫兹电路器件的理论分析与结构设计提出了巨大挑战。

目前， 国内外实现毫米波太赫兹波传输的方法主要采用准光技术和导波技术， 准光技术可以实现太赫兹波的高效传输，但其结构比较松散，对设备误差和装配误差的要求很高，不利于实现大规模高集成度的太赫兹电路器件。

并且，导波技术主要基于金属波导或介质波导结构，可以实现高集成度的毫米波太赫兹电路与系统的设计，但金属表面粗糙度和介质材料的损耗在毫米波太赫兹频段对电磁波的损耗影响较大，而且毫米波太赫兹器件对制备误差极其敏感，器件性能很容易受到加工误差的影响。

薛泉指出，以5G为代表的新的“信息+智能”时代正在来临，由于毫米波频段的波长短，天线整列小，能够使新一代的手机利用相控阵实现波束扫描和MIMO，目前我国在毫米波芯片关键元部件及收发系统的研究正在取得创新性的进展，加快毫米波等相关技术的研究发展，将加速“大智移物云”时代的到来。