本报讯（记者葛思佳通讯员唐瑭）3月4日，2020年度“中国高等学校十大科技进展”揭晓。由东南大学教授、网络通信与安全紫金山实验室首席科学家尤肖虎领衔的“CMOS毫米波芯片与大规模集成相控阵”研究项目入选，项目完成单位包括东南大学、网络通信与安全紫金山实验室和天锐星通科技有限公司。

“就像过去我们的4G一样，刚开始网速比较快，后来网速越来越慢，其中一个非常主要的原因是用户多了，流量大了，网络就拥塞了，实际上是带宽不够用了。目前5G还处在起步阶段，朝着毫米波这样的高频段发展是一个必然的趋势，所以如何让电波在高频段上无障碍地传播就变成一个非常关键的问题。”尤肖虎介绍，毫米波频段以其带宽资源丰富的显著优势，正逐步成为宽带卫星通信、5G乃至未来6G移动通信发展的“黄金频段”。集成相控阵是解决毫米波无线通信传播距离受限的核心关键技术之一，其技术突破对于支撑我国移动通信技术与产业发展意义重大。“我们预计，到冬奥会之后，中国将会进入5G毫米波时代。届时，我们的手机、基站均会采用毫米波平台，相控阵技术大有可为。”尤肖虎说。

“过去的电波都是按照球面状来传播的，我们用相控阵让电波沿着一条直线传播，能量集中在某个方向上，这样可以大幅度延长传播距离，实现高频段毫米波段在通信上的全覆盖。”尤肖虎告诉记者，传统的毫米波相控阵通常基于化合物半导体芯片加以实现，由于制作成本高昂,极大地限制了其应用范围。为了解决这一困境，尤肖虎和赵涤燹教授等人组成联合研究团队，经过6年的艰苦探索，突破了CMOS器件固有瓶颈，成功研制出Ka频段毫米波CMOS相控阵芯片，并探索出基于高密度混压PCB工艺的大规模集成相控阵解决方案，具有超高集成度、超低成本等特点。“我们用最普通的工艺来解决最难做的问题，将成本降到了原来的十分之一，随着技术的进一步成熟，我们还可以做到更便宜，甚至做到白菜价，让毫米波技术真正地实现大批量的推广应用。”尤肖虎说。

据介绍，以此技术为基础研制的4096通道收发集成相控阵是目前国际上基于CMOS工艺和PCB工艺集成度最高、规模最大的毫米波集成相控阵，其等效全向辐射功率（ERIP）等关键技术指标遥遥领先于国际同类研究。“我们希望在一些涉及未来移动中心长远发展的基础技术方面，做一些长久的研究，把一些基础扎牢，使得国家出现这方面重大需求的时候，我们有自主可控的技术能够使用，这是我们的目标。”尤肖虎表示。

目前，该成果已在车载、船载和无人机宽带卫星移动通信和毫米波5G领域得到规模性应用，曾入选“2020中国光学领域十大社会影响力事件”。相关技术创新成果发表于IEEE JSSC、TMTT、TCAS I等著名国际期刊，并作为封面论文发表于《中国科学：信息科学》2021年第3期；已申请国家发明专利15项。

据悉，教育部科学技术委员会自1998年起，开展了“中国高等学校十大科技进展”的评选，活动及时宣传中国高等学校的重大科技成果，充分展示高等学校在我国科技创新方面的实力，对提升高等学校科学技术的整体水平、推动高等学校的科技进步发挥了积极作用。

2021-3-24【江苏科技报】