国产5G射频芯片破风而来，加持可重构架构一芯多用

电子发烧友网报道（文/李宁远）射频芯片一直以来由于技术难度高，研发时间长，长时间被国外所垄断。尤其是5G出现以后，5G射频芯片又一次提高了射频行业的天花板，是5G基站上的核心组件。
 
不久前，中国移动正式发布国内首款商用可重构5G射频收发芯片“破风8676”。该芯片可广泛商业应用于云基站、皮基站、家庭基站等5G网络核心设备。
 
这项核心自主创新成果实现了从零到一的关键性突破，填补了可重构5G射频收发芯片领域的国内空白，有效提升了我国5G网络核心设备的自主可控度。
 
自主可控，国产可重构5G射频芯片
 
5G，已经在各行各业、各类设备中不断深入着应用。伴随着5G技术的出现与深入应用，5G射频芯片逐渐进入大众视野。尤其是华为被断供5G射频芯片后，5G射频芯片的重要性更是让大家意识到其重要性。
 
在通信设备里，专门负责收发无线电磁波的一系列电路、芯片、元器件等，被统称为射频芯片（RFIC）。射频和基带，是现代通信设备实现通信功能的基石。
 
5G射频芯片是用于5G通信系统中的关键组件之一，其作用是在设备和基站之间进行高速数据传输和通信。5G射频芯片可以将数字信号转换为射频信号，并将其发送到接收端，同时还可以将接收到的射频信号转换为数字信号进行处理，是5G系统实现高速、低延迟、可靠通信的关键核芯。
 
与4G等早前的通信手段不同，5G在性能上有着大幅的提升，这建立在设备内天线数量与支持频段大幅增加的前提下。在复杂的频段组合下，5G射频收发芯片需要支持比以往多得多的不同频率和调制方案以适应不同的网络要求和应用场景。
 
实现复杂的频段组合的技术难度已经很高，在实现的同时还不能增加芯片功耗和尺寸，这让射频芯片的设计难度进一步增加。而实现高性能的5G系统必须强大的5G射频芯片作为支持。
 
5G射频芯片长期以来被国外垄断，“破风8676”的发布是国内5G射频芯片领域关键性的突破，大幅提升了中国5G网络核心设备的自主可控度。
 
以往国内运营商5G设备里面的核心5G模块不少都是采用的国外芯片，尤其是射频前端。国内自研5G射频芯片的推出，将改变这一格局，在5G网络核心设备上实现国产自主可控。
 
中国移动于2021年成立芯片研发企业联合实验室，开展“破风8676”可重构5G射频收发芯片研发，贯穿芯片规格定义、前后端设计、仿真验证、性能调测和整机集成全流程。根据中国移动在发布会上的消息，“破风8676”芯片目前已在中国移动多家头部合作伙伴的整机设备中成功集成，国产化量产正在稳步推进中。
 
可重构架构，拓宽5G射频芯片性能边界
 
无线通信发展的一个重要趋势是单个终端可以适用于多种通信标准，随着人们对多种通信标准兼容性以及功能多样性的需求，能够工作在多种模式和多种频段的射频系统就成为解决此问题的关键。早在3G时代，射频芯片厂商就在开始探索用一个芯片处理多个无线服务的多频带的射频芯片。
 
传统射频系统方案的特点是可以有效利用已有的芯片技术，降低开发周期和成本，但存在的问题是随着5G通信模式的深入应用以及频段的增加，特别是多通道技术的需要，射频芯片的复杂度和芯片面积都会大大增加，从而增加了通信系统的面积和成本。
 
在多模多频射频系统的设计中，为了尽可能提高集成度和复用程度，业内对可重构射频芯片技术开始了深入研究。
 
中国移动此次发布的5G射频芯片，并不是传统的射频芯片，而是可重构5G射频芯片。这款基于可重构架构的射频芯片和传统的射频芯片有着很多不同，可重构架构的利用进一步拓宽了5G射频芯片性能边界。
 
所谓可重构架构，是指在配置信息的控制下，利用系统中的可编程计算资源，根据应用的需要构造出最适配的架构。可重构架构的本质是通过多次重新配置可编程计算资源的功能和互连，使系统兼具高性能、低功耗、易维护、低成本等多种特性。
 
目前尚不清楚“破风8676”具体采用了何种可重构技术路线，根据发布会上的介绍，从该架构支持信号带宽、杂散抑制频点和深度等重要规格参数的灵活匹配，可以灵活调整数字预失真、削峰等模块算法，以及增量功能如基带成型滤波、均衡滤波等特性来看，该芯片更贴近软硬件均可编程的动态重构技术路线。
 
灵活性是可重构5G射频芯片最明显的提升，灵活配置不同的频带和调制方案，在面对各种不同的终端设备、不同的网络需求时能够灵活地去匹配。
 
通过动态调整其运行参数，以最优的配置来匹配网络条件，这也有利于不同的5G系统充分发挥其性能，提高整个5G系统的效率。
 
一颗芯片动态支持多个频带和标准，也减少了系统对于多个专用射频组件的需求，一芯多用的可重构芯片在5G终端设备的整体成本上也更具优势。
 
而且，随着5G技术的进一步发展与深入应用，肯定会有新的功能和标准引入。可重构5G射频芯片通过新的固件在不断演进的功能和标准下进行升级，能及时保证系统性能和可靠性，这也是可重构5G射频芯片在传统射频芯片功能基础上的进一步拓展。
 
在可重构架构的加持下，5G射频芯片为5G系统提供了更灵活、更高效、更有成本优势的特性。
 
写在最后
 
“破风8676”的发布，不仅对于5G建设有着重要意义，还体现了我国在5G技术、芯片等领域的持续突破，是国内5G产业实现自主可控的阶段性突破成就。
 
更巧合的是，“破风8676”发布正值美商务部长雷蒙多访华期间。“破风8676”前一天，华为还官宣了搭载自研麒麟芯片和国产5G芯片的Mate 60手机正式开售。这么看来，芯片以“破风”命名，颇有“破封”的含义在里面，寓意我国高端通信产业上下游正在突破封锁，实现自主可控。