一文读懂毫米波集成电路现状与趋势，我国想要出人头地必须练好内力

成电路的应用

"毫米波集成电路的应用现在已经从国防领域开始向民用市场转移。随着商用市场的迫切要求，毫米波集成电路设计、制造工艺、材料的逐步完善给市场规模化应用提供了技术保证。"孙晓玮博士告诉智慧产品圈(pieeco)。

随着无线通信技术的发展，高速率传播、宽带、小型化需求，使得无线通信频谱必将扩展到毫米波段，这些新的需求将带动很多新型技术发展。例如对设备的小型化需求毫无疑问地促使人们使用毫米波集成电路与先进的三维封装解决方案。

毫米波的另一个典型应用领域是毫米波成像与探测。

随着全球化反恐形势越来越严峻，各国从国家安全和社会和谐的角度出发，纷纷开展了新型安全探测技术的研究。

无源毫米波（PMMW）成像技术应用于人体隐匿武器检测，可以穿透人体衣物，成为当前安检技术地热点。与一般安检应用的金属探测仪及红外、X光成像检测手段相比，PMMW成像技术具有如下优点：

（1）具有比红外更高的穿透能力和对危险武器更高的目标识别能力；

（2）不向人体发射电磁波，因而避免了X射线检测对人体产生的伤害；

（3）不同于金属探测仪的接触人体探测，PMMW成像可遥控成像，并可识别出特殊的危险武器，如陶瓷刀具、塑制手枪、塑胶炸药等。

孙晓玮博士向智慧产品圈（pieeco）记者展示了她所带领的团队历经八年的不懈努力，研制成功的毫米波全息人体安检成像仪，这台毫米波人体安检成像仪已经通过国家安全防范报警系统产品质量监督检验中心（上海）与公安部安全防范报警系统产品质量监督检验测试中心认证，近期将推向市场应用。

该系统从毫米波成像芯片-阵列T/R模块-系统集成-全息成像算法-危险物品的自动识别等核心技术开展全面研究，在国家重大专项和中科院的大力支持下，攻克重重难关，系统各项技术指标达到国际先进水平。特别自豪的是，这台设备是在自己建立的一套接近国际先进水平的毫米波/THz电子学测试系统以及工艺平台上完成的。近期在第十八届国际工业博览会上被评为"创新银奖"。

▲图1：目前美国各机场应用的毫米波人体安检成像仪

毫米波成像领域还有一个很重要的应用是工作于24GHz和77GHz的汽车防撞雷达。

今天只有非常奢侈的汽车装备毫米波雷达技术。该技术可以在低能见度情况下辅助汽车驾驶，尤其是大雾的天气，以及自动巡航控制和甚至未来高速公路的自动驾驶（ＡＤＡＳ系统），被称为"汽车的眼睛"。

▲图2：中科院团队研制成功的毫米波全息安检成像仪及成像效果

四、我国毫米波集成电路产业的机遇与挑战

近年来，在微波、毫米波单片集成电路领域内，最引人注目的是美国国防部发展军事微电子电路总计划之一的MMIC计划，此计划总的目标是开发1-100GHz频率范围内的各种单片电路,且要求其成本低、性能好、体积小、可靠性高、能批量产生。

另外随着卫星通信，相控阵雷达和电子战系统的发展，对功率MMIC放大器的需求日益增长，也已经成为研究的重要领域。

我国随着第五代移动通信的兴起，通信频率提高到了毫米波波段。

另外，无人驾驶汽车用的毫米波雷达系统也开始启动，对毫米波集成电路除了传统的军用领域外，民用领域的应用将蓬勃兴起，对量产化的毫米波工艺、设计、测试、系统级封装等领域带来一系列的挑战和发展机遇。国家集成电路基金目前在厦门三安光电投资建立了一条先进的微波/毫米波半导体工艺线，必将带动商用毫米波工艺线的壮大发展。

目前各地纷纷投资建立毫米波集成电路、封装工艺线，例如成都、芜湖、南京等地也开始投巨资建线，弥补长期依赖国外和台湾的工艺局面。同时，以华为海思、展讯、RDA为代表的大型设计公司，中科院上海微系统所是很早启动开展毫米波/THz集成电路设计和测试标准的研究单位之一，建立了毫米波/THz集成电路的标准模型库，芯片的工作频率覆盖了K\Ka\V\W\G多个频段。开发的很多芯片已经在系统中实际应用。

但是，国内要在毫米波/THz集成电路在短期内赶超国际先进水平还要好好练"内功"。光有一流的工艺设备保障并不代表具有一流的芯片加工工艺，难度很大，要有一流的人才保证，踏实的工作精神。同时，要培育一批设计团队，围绕工艺开展电路芯片的设计。相信在不远的将来，中国将成为世界范围内毫米波/THz集成电路最大的供应基地、系统应用的领头羊！

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