天津大学马凯学团队在5G/6G毫米波技术取得新进展

随着新一代通讯技术5G毫米波和6G对高数据通讯速率大幅提升，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（Carrier Aggregation）等技术使得通信信号的峰均比（PAPR）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。

IEEE国际固态电路会议（ISSCC）作为IEEE固态电路协会的旗舰会议，是工程师和研究人员展示固态电路和系统级芯片(SoC)最新研究成果的全球性学术交流论坛。ISSCC最早举办于1953年，几十年来一直代表着芯片领域的国际最高学术水平，享有"芯片奥林匹克"的美誉。历史上入选ISSCC的论文都代表着当前全球顶尖水平，展现出芯片技术和产业的发展趋势，许多集成电路领域里程碑式的发明与技术突破均在该会议首次发布。

天津大学互联与感知微电子技术团队是马凯学教授牵头依托"天津市成像与感知微电子技术重点实验室"成立，团队在射频、微波与太赫兹领域具有良好的研究基础，在上述领域牵头承担国家重大专项1项、国家重点研发专项2项、国家杰出青年科学基金1项，国家重点基金项目2项和其他多项项目。在集成电路与系统方面取得多项研究成果。在仿真软件方面，开发了拥有完全自主知识产权的微波优化仿真软件Neuro Modeler。拥有国际一流的集微波太赫兹微电子系统设计、器件参数提取、通信集成系统可靠性测试于一体的科研测试平台，测试频率可连续覆盖至1140GHz，建有完整的异构集成微系统加工平台。据悉在国家杰出青年科学基金的支持下，马凯学教授团队在5G毫米波收发机芯片和相控阵芯片方面开展了长期研究工作，聚焦毫米波宽带多频融合可重构技术难题，创新实现硅基毫米波多频段多标准融合SOC系统芯片设计。并与领域龙头企业合作推动5G毫米波的技术落地应用。

来源：天津大学