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從0到1,紫光展銳5G芯片誕生記!

今年的MWC世界移動通訊大會顯得格外不一樣,其中中國廠商可謂賺足了眼球,可折疊螢幕手機、自主研發5G芯片、5G手機等關鍵詞不斷刷屏,充分體現了中國科技力量的崛起,特別是在創新能力上。

2月26日,紫光展銳在MWC2019上正式發布了5G通信技術平台—馬卡魯及其首款5G基帶芯片—春藤510,從時間節點上終於追趕上國際領先水準,然而這背後卻充滿了常人無法知曉的艱辛。

5G必須得做!

雖然說,現在5G概念已經非常普及,但其也不是憑空出現的新技術,離不開之前1G、2G、3G及4G技術方面的積累。

對於國內通信技術而言,之前長期受製於人,最主要原因是我們在標準制定方面缺少話語權,以至於只能跟隨國外企業的發展腳步。如果想要從根本上改變這一種情況,只能是在下一代通信技術上大力投資,搶先進行技術預演及標準制定。

經過幾十年的發展和積累,我國在4G時代已經與國際並行,並且在終端產品方面已經實現趕超。為此針對下一代5G技術,國內必須做,還得搶先做!

2014年12月,當4G智能手機還大行其道的時候,紫光展銳就“悄悄地”啟動了5G研發並組建了5G團隊,目的就是在下一代通信技術變革之前做好技術儲備。隨後,紫光展銳也按照自己的發展節奏,於2016年1月在上海、北京、南京設立了3個5G研發中心,進一步增加5G 研發投入。

然而,想要推進下一代通信技術演進並非易事。紫光展銳新無線技術副總裁潘振崗深有感觸,他認為:“相比4G,5G的研發是顛覆性的。首先在於標準上,以前的芯片研發過程是根據標準做自上而下的設計。到了5G時代,並沒有統一的標準,這也意味著所有的工作都要靠自己去摸索!

沒有參考對象怎麽辦?

實際上,我們也知道,2018年6月首個5G標準才正式凍結,意味著5G研發並沒有可以參考的對象。這對於已經下定決心要搞5G的紫光展銳而言,坐等標準制定顯然是無法接受的。

為此,紫光展銳特別成立了專門的核心技術預研及標準化團隊,採用雙向解讀的討論形式,幫助研發團隊正確的理解5G標準。正是基於此,紫光展銳得以一邊研發一邊驗證,在進度方面並沒有因此停滯。

2016年6月,紫光展銳啟動了5G終端原型解決方案Pilot-V1平台的搭建,開展5G核心技術的模塊級開發驗證。並在2017年的中國5G技術研發試驗第二階段技術方案驗證中,成功完成了與華為5G原型基地台的空口互操作對接測試(IoDT)。經過一年多的驗證,Pilot-V1平台已經達到“準芯片”級,這對於紫光展銳來說意義非凡。在成功實現互操作對接測試之後,也意味著紫光展銳5G方案已經基本成型,下一步就是終端原型機的開發與驗證。

如果單從時間上來看,紫光展銳5G的研發進度可謂非常迅速,但背後的汗水卻鮮有人知道。據紫光展銳芯片設計經理陳軍透露,在硬體上,5G芯片需要同時保證TD-LTE、FDD-LTE、TD-SCDMA、WCDMA、GSM多種通信模式的兼容支持,同時還需要滿足運營商SA組網和NSA組網的需求,這對於天線方案以及前端架構的設計挑戰非常大,對PCB板的布局要求也非常高,在工作量和難度上都是成數倍增加。

為了解決這一問題,紫光展銳相應成立了技術專家評審團,基於他們在2G/3G/4G研發時積累下來的經驗和技術,最終啃下這個“硬骨頭”。而在軟體方面,紫光展銳根據市場需求,在5G接口上做了很多改進。與此同時,在芯片設計過程中做了很多硬體加速器的測試,從而解決5G功耗難題。

得益於之前長期的技術積累,以及軟硬體方面的不斷迭代優化,紫光展銳在2018年4月成功推出5G終端原型機PilotV2, 支持Sub-6GHz、NSA/SA、2.6/3.5/4.9GHz頻段、8*8MIMO和載波聚合,可滿足5G NR多場景下對高吞吐率、低時延及靈活性的驗證需求,而這離商用芯片的推出又邁進了一步。

流片成功讓人興奮不已

5G的研發之前誰都沒做過,也正是因為這樣才讓人興奮和著迷,這一點已經成為紫光展銳工程師的工作樂趣。

正如紫光展銳軟體算法項目經理方敏所言,每完成一次挑戰,都有一種遊戲通關的興奮感和滿足感。也只有這種精神,才能攻克5G的一個又一個技術難關。

芯片的研發是一個複雜的過程,除需要長期投入之外,還需要軟體、硬體、測試、多媒體等不同領域的工程師共同協作。在紫光展銳,研發突破實驗室也叫做War Room,也就是憑借這種打贏攻堅戰的精神,才使得5G芯片成功流片。

“做芯片真的很像十月懷胎,就像期待自己的寶寶降生一樣,期待著它回來的那一刻。我記憶最深刻的一幕,是5G芯片流片回來的那一刻,團隊所有人都很莊重,等候在研發功關實驗室裡,很有儀式感,每個人都希望第一個拿到這顆具有歷史性意義芯片。”據方敏介紹:“當天晚上,我和其他的硬體、軟體的同事們一起對芯片進行測試,看到芯片順利通過一道道的測試,大家都興奮不已。”

除了芯片流片之外,紫光展銳在2018年還做了大量的工作,致力於5G生態的建立。先後與中國移動、英特爾、華為、是德科技、羅德與施瓦茨等達成戰略合作,加入中國移動“5G終端先行者計劃” “GTI 5G通用模組計劃”,加入中國電信全網通產業聯盟並成為中國電信5G終端研發計劃首批成員,聯合產業鏈上下遊十多家國內外企業共同發布了《共建5G產業生態倡議書》。

畢竟,芯片只是硬體基礎。在接下來的5G時代,商業模式也將發生根本性的轉變,掌握了生態也就掌握了主動權。

越過高峰迎接下一個挑戰

時間來到2019年,紫光展銳終於一鳴驚人,成功躋身全球5G第一梯隊。

從公布的信息來看,春藤510採用台積電12nm製程工藝,支持多項5G關鍵技術,可實現2G/3G/4G/5G多種通訊模式,符合最新的3GPP R15標準規範,支持Sub-6GHz頻段及100MHz帶寬,是一款高集成、高性能、低功耗的5G基帶芯片。

5G基帶芯片的研製成功,可謂跨過了一道高峰。正如其名,“馬卡魯”是世界第五高峰,寓意著紫光展銳的5G平台將以巔峰之勢,引領全球5G發展,為此紫光展銳也投入了上億美元。

越過“崇山峻嶺”之後,除了美好的風景之外,還有更高的高峰在等待征服,這也是“馬卡魯”的另一層含義。為此,剛剛邁入5G第一梯隊的紫光展銳,又開始了新的挑戰,第二代自研5G芯片也隨之啟動。而這也讓紫光展銳向世界數一數二芯片企業目標,邁出了一大步。

最後用一句總結:“創新的路上永遠沒有停步!

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