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从0到1,紫光展锐5G芯片诞生记!

2019-03-11 10:46

 

今年的MWC世界移动通讯大会显得格外不一样,其中中国厂商可谓赚足了眼球,可折叠屏幕手机、自主研发5G芯片、5G手机等关键词不断刷屏,充分体现了中国科技力量的崛起,特别是在创新能力上。

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2月26日,紫光展锐在MWC2019上正式发布了5G通信技术平台—马卡鲁及其首款5G基带芯片—春藤510,从时间节点上终于追赶上国际领先水平,然而这背后却充满了常人无法知晓的艰辛。

5G必须得做!

虽然说,现在5G概念已经非常普及,但其也不是凭空出现的新技术,离不开之前1G、2G、3G及4G技术方面的积累。

对于国内通信技术而言,之前长期受制于人,最主要原因是我们在标准制定方面缺少话语权,以至于只能跟随国外企业的发展脚步。如果想要从根本上改变这一种情况,只能是在下一代通信技术上大力投资,抢先进行技术预演及标准制定。

经过几十年的发展和积累,我国在4G时代已经与国际并行,并且在终端产品方面已经实现赶超。为此针对下一代5G技术,国内必须做,还得抢先做!

 

2014年12月,当4G智能手机还大行其道的时候,紫光展锐就“悄悄地”启动了5G研发并组建了5G团队,目的就是在下一代通信技术变革之前做好技术储备。随后,紫光展锐也按照自己的发展节奏,于2016年1月在上海、北京、南京设立了3个5G研发中心,进一步增加5G 研发投入。

然而,想要推进下一代通信技术演进并非易事。紫光展锐新无线技术副总裁潘振岗深有感触,他认为:“相比4G,5G的研发是颠覆性的。首先在于标准上,以前的芯片研发过程是根据标准做自上而下的设计。到了5G时代,并没有统一的标准,这也意味着所有的工作都要靠自己去摸索!

没有参考对象怎么办?

实际上,我们也知道,2018年6月首个5G标准才正式冻结,意味着5G研发并没有可以参考的对象。这对于已经下定决心要搞5G的紫光展锐而言,坐等标准制定显然是无法接受的。

为此,紫光展锐特别成立了专门的核心技术预研及标准化团队,采用双向解读的讨论形式,帮助研发团队正确的理解5G标准。正是基于此,紫光展锐得以一边研发一边验证,在进度方面并没有因此停滞。

 

2016年6月,紫光展锐启动了5G终端原型解决方案Pilot-V1平台的搭建,开展5G核心技术的模块级开发验证。并在2017年的中国5G技术研发试验第二阶段技术方案验证中,成功完成了与华为5G原型基站的空口互操作对接测试(IoDT)。经过一年多的验证,Pilot-V1平台已经达到“准芯片”级,这对于紫光展锐来说意义非凡。在成功实现互操作对接测试之后,也意味着紫光展锐5G方案已经基本成型,下一步就是终端原型机的开发与验证。

如果单从时间上来看,紫光展锐5G的研发进度可谓非常迅速,但背后的汗水却鲜有人知道。据紫光展锐芯片设计经理陈军透露,在硬件上,5G芯片需要同时保证TD-LTE、FDD-LTE、TD-SCDMA、WCDMA、GSM多种通信模式的兼容支持,同时还需要满足运营商SA组网和NSA组网的需求,这对于天线方案以及前端架构的设计挑战非常大,对PCB板的布局要求也非常高,在工作量和难度上都是成数倍增加。

为了解决这一问题,紫光展锐相应成立了技术专家评审团,基于他们在2G/3G/4G研发时积累下来的经验和技术,最终啃下这个“硬骨头”。而在软件方面,紫光展锐根据市场需求,在5G接口上做了很多改进。与此同时,在芯片设计过程中做了很多硬件加速器的测试,从而解决5G功耗难题。

得益于之前长期的技术积累,以及软硬件方面的不断迭代优化,紫光展锐在2018年4月成功推出5G终端原型机PilotV2, 支持Sub-6GHz、NSA/SA、2.6/3.5/4.9GHz频段、8*8MIMO和载波聚合,可满足5G NR多场景下对高吞吐率、低时延及灵活性的验证需求,而这离商用芯片的推出又迈进了一步。

流片成功让人兴奋不已

5G的研发之前谁都没做过,也正是因为这样才让人兴奋和着迷,这一点已经成为紫光展锐工程师的工作乐趣。

正如紫光展锐软件算法项目经理方敏所言,每完成一次挑战,都有一种游戏通关的兴奋感和满足感。也只有这种精神,才能攻克5G的一个又一个技术难关。

芯片的研发是一个复杂的过程,除需要长期投入之外,还需要软件、硬件、测试、多媒体等不同领域的工程师共同协作。在紫光展锐,研发攻关实验室也叫做War Room,也就是凭借这种打赢攻坚战的精神,才使得5G芯片成功流片。

 

“做芯片真的很像十月怀胎,就像期待自己的宝宝降生一样,期待着它回来的那一刻。我记忆最深刻的一幕,是5G芯片流片回来的那一刻,团队所有人都很庄重,等候在研发功关实验室里,很有仪式感,每个人都希望第一个拿到这颗具有历史性意义芯片。”据方敏介绍:“当天晚上,我和其他的硬件、软件的同事们一起对芯片进行测试,看到芯片顺利通过一道道的测试,大家都兴奋不已。”

除了芯片流片之外,紫光展锐在2018年还做了大量的工作,致力于5G生态的建立。先后与中国移动、英特尔、华为、是德科技、罗德与施瓦茨等达成战略合作,加入中国移动“5G终端先行者计划” “GTI 5G通用模组计划”,加入中国电信全网通产业联盟并成为中国电信5G终端研发计划首批成员,联合产业链上下游十多家国内外企业共同发布了《共建5G产业生态倡议书》。

毕竟,芯片只是硬件基础。在接下来的5G时代,商业模式也将发生根本性的转变,掌握了生态也就掌握了主动权。

越过高峰迎接下一个挑战

时间来到2019年,紫光展锐终于一鸣惊人,成功跻身全球5G第一梯队。

从公布的信息来看,春藤510采用台积电12nm制程工艺,支持多项5G关键技术,可实现2G/3G/4G/5G多种通讯模式,符合最新的3GPP R15标准规范,支持Sub-6GHz频段及100MHz带宽,是一款高集成、高性能、低功耗的5G基带芯片。

 

5G基带芯片的研制成功,可谓跨过了一道高峰。正如其名,“马卡鲁”是世界第五高峰,寓意着紫光展锐的5G平台将以巅峰之势,引领全球5G发展,为此紫光展锐也投入了上亿美元。

越过“崇山峻岭”之后,除了美好的风景之外,还有更高的高峰在等待征服,这也是“马卡鲁”的另一层含义。为此,刚刚迈入5G第一梯队的紫光展锐,又开始了新的挑战,第二代自研5G芯片也随之启动。而这也让紫光展锐向世界数一数二芯片企业目标,迈出了一大步。

最后用一句总结:“创新的路上永远没有停步!

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