东南大学毫米波芯片技术打破国外垄断
一、5G毫米波研究获国际大奖
东南大学信息科学与工程学院洪伟教授团队在5G毫米波研究方面取得多项重要进展,其中一项成果荣获2021年度IEEE微波理论和技术学会(IEEE Microwave Theory and Techniques Society, MTT-S)微波奖(Microwave Prize)。这是该奖设立以来中国团队首次获奖。微波奖是IEEE微波理论和技术学会颁发的历史最久的奖项,始于1955年,每年颁发一次,用于表彰前一年中微波领域中的最重要贡献。获奖项目由东南大学和紫金山实验室联合领衔,得到了国家自然科学基金委NSFC-SFI(中国-爱尔兰)国际合作与交流项目等的资助。
二、硅基CMOS毫米波技术路线取得重大突破
东南大学在硅基CMOS毫米波技术路线取得重大突破。由东南大学信息科学与工程学院尤肖虎教授、赵涤燹教授牵头,联合成都天锐星通科技有限公司、网络通信与安全紫金山实验室等单位完成的“Ka频段CMOS相控阵芯片与大规模集成阵列天线技术”项目成果通过了中国电子学会组织的现场鉴定。该项目解决了硅基CMOS毫米波Ka频段相控阵芯片和天线走向大规模推广应用的核心技术瓶颈问题,成功研制了Ka频段CMOS相控阵芯片,并探索出了一套有效的毫米波大规模集成阵列天线低成本解决方案。多项关键技术属首创,在大规模相控阵天线集成度方面国际领先。成果在5G/6G毫米波和宽带卫星通信等领域具有广阔的应用前景,在该领域“卡脖子”技术上取得关键突破,已在相关应用部门得以成功推广应用。
三、毫米波雷达芯片技术取得长足进展
国产94GHz高性能超远程毫米波雷达:由河北交通投资集团公司与北京科技大学毛二可教授组成的新型94GHz高频率、高性能超距离毫米波雷达正式亮相。该雷达在长距离、全覆盖、高可靠、高精度和多场景等方面取得了突破性进展,其垂直探测距离超过1200m,水平覆盖超过50m,具有较高的精度和较好的抗干扰性,从根本上解决了常规毫米波雷达远距探测的瓶颈问题。同时,94GHz毫米波雷达芯片将实现完全的自主控制。
东南大学毫米波雷达芯片突破:东南大学毫米波雷达芯片在检测精度、功耗和成本等方面取得了显著进展。国产第三代毫米波雷达芯片检测精度暴增30%,功耗狂砍40%,一颗芯片几百块人民币,把欧洲人引以为傲的成本防线轰得稀碎。全球超200家车厂(含欧洲老牌豪门)默默换上中国芯。
四、毫米波通信标准制定
为了改变国外技术垄断局面,以洪伟教授为首的研究团队经过多年的攻关,在国际上提出了新的适用性更强的毫米波通信标准——IEEE802.11aj标准,适用于超高速近程和远程毫米波无线通信。这一标准的提出,使国人在国际毫米波通信领域有了自己的声音。与此同时,芯片、器件、系统级集联也不用再受制于人,这对我国毫米波通信技术的发展起到了很大的促进作用。
东南大学毫米波国家重点实验室简介
东南大学毫米波国家重点实验室简介
东南大学毫米波国家重点实验室是我国毫米波技术领域的重要研究基地,依托东南大学电磁场与微波技术国家重点学科(双一流学科)建设。以下是该实验室的详细介绍:
一、历史沿革
批准建立:实验室于1991年经国家计划委员会批准建立,是二十世纪90年代初国家计委批准建设的该领域唯一的国家重点实验室。
建成验收:1993年,实验室正式通过验收,并对外开放。
历任领导:著名的毫米波专家、中国工程院院士孙忠良教授为第一届和第二届实验室主任,中国科学院院士林为干教授为第一届学术委员会主任,首席科学家陈定昌研究员为第二届学术委员会主任。现任实验室主任为崔铁军教授,加拿大皇家科学院、皇家工程院院士吴柯任实验室学术委员主任。
二、研究方向与成果
实验室围绕四大核心方向布局科研,取得了显著的研究成果:
电磁空间与智能计算:研究电磁场与人工智能的融合算法,推动电磁空间技术的智能化发展。
毫米波亚毫米波核心器件与芯片:开发高频段半导体器件及集成技术,突破国外技术封锁,实现核心器件的自主可控。例如,实验室在毫米波段核心器件的研制方面取得了重要进展,相关成果已应用于国家重点工程,并荣获国家科技进步一等奖。
信息超材料:首创动态可编程超材料体系,推动基片集成波导技术创新。实验室在这一领域取得了开创性成果,三次获得国家自然科学二等奖,引领了国际超材料研究潮流。
系统与应用:面向5G/6G通信、雷达探测等场景实现技术转化。实验室开发了自主可控的国防电磁软件,并应用于型号研制,解决了新一代信息传输与新体制信息系统所面临的电磁波与数字信息难以融合的问题。
三、科研平台与设施
实验室拥有多个处于国际前列、国内领先的支撑平台,为科学研究与产品开发提供了有力保障:
测试平台:包括1.1THz网络参数测试平台、芯片测试平台、天线测试平台、3.5THz准光测试平台以及110GHz EMC测试平台等。这些平台支持了从基础研究到工程应用的完整链条。
超材料测试平台:搭建了具有自主知识产权的电磁超材料二维、三维近场测试平台,支撑了超材料的实验测试。
电磁评估与分析平台:研制了具有自主知识产权的高效电磁评估与分析平台,打破了Xpatch等美国军用软件对我国的封锁。
EDA软硬件平台:建设了先进完善的EDA软硬件平台,包括大型并行计算机和Cadence、Synopsis、HFSS、CST、ADS、EMPIRE、FEKO、IE3D等十几种大型EDA软件。
四、人才队伍与培养
实验室拥有一支高水平的科研队伍,包括中国科学院院士、中国工程院院士、国家杰出青年基金获得者、IEEE Fellow、教育部“长江学者奖励计划”特聘/讲座教授等。实验室还注重人才培养,具有博士、硕士学位授予权,并拥有博士后流动站。自建成以来,实验室已向国内外输送了大批合格的博士、硕士优秀人才。
五、开放合作与交流
作为开放型国家级科研平台,实验室积极开展国内外学术交流与合作。实验室通过开放课题(资助额度3-10万元/项)吸引国内外学者参与五大方向的研究,包括交叉学科理论与技术。同时,实验室与全球知名高校及企业建立了联合研发机制,科研人员高频次参与国际学术交流,并在《Nature》子刊等顶级期刊持续发表论文。
六、未来规划与展望
实验室将继续巩固毫米波技术领先优势,拓展智能超表面、太赫兹生物传感等新兴领域。同时,实验室计划升级测试平台至更高频段(如1.5THz),为6G通信、空天探测等国家战略需求提供技术储备。此外,实验室还将深化产学研合作,强化青年人才梯队建设,推动毫米波技术的持续创新与发展。
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