射頻器件成最大掣肘：5G那么熱鬧，高頻通信這道坎該怎么邁？

【通信產業網訊】（記者 王欣 逄丹）自動駕駛、遠程醫療、智能工廠、VR/AR……一大波改變我們工作和生活方式的應用，伴隨著首個完整的3GPP R15標準終結，正照進現實。

一切得益于5G網絡的極低時延、超高速率和更廣連接三大特性。而工作在高頻之下的5G網絡在這些應用場景下更是游刃有余。

這是因為，高頻移動通信工作在6GHz以上頻段，可用帶寬大，例如28GHz毫米波頻段的可用頻譜帶寬可達1GHz，能夠數十倍提升網絡速率，從而滿足這些對速率有著極高要求的應用。

目前，國外主流運營商已經基于高頻段的5G網絡進行試驗，驗證各種應用場景的可能性。反觀國內，由于高頻核心技術和核心器件多被國外掌握，高頻通信的發展速度要落后于中低頻通信。

“我國高頻通信發展仍然面臨諸多挑戰，諸如高頻器件核心技術更多掌握在國外公司、高頻器件成本偏高、高頻信道模型特性不完善、高頻設備產業鏈不成熟等問題。” 羅德與施瓦茨公司產品經理馬志剛向《通信產業報》(網)記者表示。

高頻通信是短板

一般來說，通信業將3GHz以下頻段稱為低頻，6GHz以上頻段稱為高頻。

由于低頻覆蓋廣、信號強等優勢，4G之前的移動通信時代，我國一直采用低頻通信，頻譜資源橫跨800MHz-900MHz和1.8GHz-2.4GHz。不過，這在降低建網難度的同時也造成了寶貴的低頻資源所剩無幾，僅留的幾十兆3.5GHz頻譜已無法滿足5G建網需求。

于是，高頻通信需求日益凸顯。但不容忽視的是，高頻自身也存在著較大的缺陷，

衰減較大，且繞射能力較弱。因此，將5G部署在毫米波頻段下必須克服其穿透力差、衰減大的缺點，對5G通信設備提出更加嚴苛的要求。

“高頻器件不成熟是我國發展高頻通信急需解決的問題。”中國移動通信研究院專家撰文指出同樣的挑戰。

射頻器件依賴進口

那么，諸多專家直指的高頻器件難題具體有什么呢?

北京郵電大學教授張平在接受《通信產業報》(網)記者專訪時指出，高頻通信核心器件主要是射頻。在射頻前端，濾波器、功放等芯片要解決小型化和功耗問題;而在射頻后端，數模轉換(AD/DC)是最大的問題。

“目前，小型化和高精度數模轉換芯片幾乎全部依賴進口。”他指出。

據悉，射頻處理單元主要分為四大模塊，即中頻模塊、收發機模塊、功放和濾波模塊。數字中頻模塊用于光傳輸的調制解調、數字上下變頻、模數轉換等，收發機模塊完成中頻信號到射頻信號的變換，再經過功放和濾波模塊，將射頻信號通過天線口發射出去。

其中，濾波器約占整體成本50%，是射頻的重要組成部分。但是，在濾波器方面，主要供貨廠商為美國企業Avago、Qorvo、Skyworks以及日本企業TDK、村田、太陽誘電，我國必須完全依靠進口。

數模轉換器，簡單說就是將模擬信號轉換為數字信號，而這些技術同樣多掌握在美國、日本、德國等國家手中。張平向記者表示，中國A/D芯片的設計水平和生產工藝與國際巨頭相比仍存較大差距，還無法生產出可替代產品，基本完全依賴進口。