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图5：与6GHz以下频段相比，5G毫米波终端的实测下载速度快4倍oksesmc
高通公司中国区研发负责人徐晧博士则表示，当前产学界，包括消费者对毫米波移动化仍然存在四方面的认知误区：oksesmc
误区一，“毫米波覆盖范围有限且成本昂贵”。他认为这一问题可以通过两方面措施解决：第一，将Sub-6GHz和毫米波结合起来，利用Sub-6GHz的低频段做全国范围内的5G覆盖，在需要大容量、高速率的场景中使用毫米波实现热点覆盖；第二，在重点应用场景中部署毫米波网络，例如奥林匹克场馆、音乐厅、商场、交通枢纽等，不仅成本相对低很多，而且能达到比较好的覆盖效果。 误区二，“毫米波只支持视距传输”。其实支持信道快速切换，是毫米波的一个关键解决方案。也就是说，如果一个传输路径被手部或身体其它部位遮挡，通过激活手机上的另一个模块就可以快速找到一条新的传输路径。当把这种转换从基站内扩展到不同基站之间后，毫米波传输在不同基站之间的切换就能快速实现。 误区三，“毫米波只用于固定场景”。为了验证毫米波调制解调器的性能，高通实验人员要么将手机放置于人流量大且有人群阻挡的场景下测试，要么选择更极端的测试环境，将搭载骁龙X50芯片的手机固定在无人机上，遥控无人机在园区内穿梭飞行。得益于先进的波束管理算法，即使在以上种种极具挑战性的环境下，手机仍然能够保持高速网络连接。oksesmc
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图6：通过固定在无人机上的移动测试终端，测试5G的极致移动性oksesmc
误区四，“毫米波终端外形尺寸较大”。以高通率先商用的毫米波模组为例，在非常紧凑的尺寸中集成了天线、射频前端、收发器，一部手机可以采用多个这样的毫米波模组，不仅满足智能手机紧凑纤薄的设计需求，同时满足功耗需求并提供最大化的性能。oksesmc
5G毫米波系统的规模部署和商业经营将是5G后续演进和6G技术研发的重要基础。“只有通过5G毫米波系统的规模部署和商业经营，全球移动通信产业才能获得高频段网络部署经营的第一手经验，才有可能提炼出进一步的市场和技术需求，才有可能指引5G后续演进和6G技术的研发。”Strategy Analytics无线通讯领域高级分析师杨光说。oksesmc
避免“纸上谈兵”
再先进的通信技术，如果不能装进智能手机这样的终端里，无异于“纸上谈兵”。一加手机高级无线工程师钟永卫和小米手机天线部预研团队负责人谢万波分别介绍了他们是如何把毫米波技术装进智能终端的。oksesmc
钟永卫说，把毫米波放到手机里面，主要会面临以下三方面的挑战：第一，路径损耗比较高，覆盖范围受限，特别是手机如果采用传统的天线形式，覆盖范围会小于3G的1/8以上，连接性会受到很大伤害；第二，如果采用传统的天线和芯片分离方式，会导致信号传输效率低下、发热严重、制造工艺难度加大、手机生产成本提高；第三，毫米波很容易受物体遮挡，特别是对手机来讲，不仅有建筑，还要考虑手或者人体的遮挡。oksesmc
“手机终端要考虑Sub-6GHz和毫米波共存的问题，就会在天线集成、支持较宽频段等方面遇到挑战。”谢万波坦言第一个挑战是空间问题，如何把毫米波和传统天线融合在一起，这需要投入很多的精力和人力；第二个挑战是用户体验，毫米波容易被遮挡和手机使用方式比较灵活的矛盾，如何发挥毫米波的优势，这需要花费很多精力尝试；第三个挑战是技术，技术上很多东西和用户体验直接相关，这一系列问题需要用新的材料、新的工艺、新的实现方式，这项工作需要产业链相关各方一块技术攻关。”oksesmc
来自学术界的研究成果同样大有裨益。东南大学信息科学与工程学院教授、博士生导师，电磁场与微波工程系主任陈继新分享了毫米波多通道芯片的研究情况。毫米波和太赫兹频段处于电子学向光子学的过渡频段，频谱资源丰富，在信息、生活、国防、航天等领域具有很高的学术和工程研究价值。其中，毫米波多通道芯片是5G、B5G/6G移动通信的核心器件，随着移动通信的进化，毫米波芯片也将不断演进。oksesmc
西安电子科技大学刘志宏教授则介绍了第三代半导体材料GaN-on-Si（硅基氮化镓）用于毫米波系统关键射频器件的技术及现状。在PA领域，第三代半导体在输出功率和效率方面有着毋庸置疑的优势，在雷达、卫星、有线宽带、基站、射频能源等领域占主导地位。而在手机射频器件市场，氮化镓技术的挑战来自两方面：一是热阻比较高，对于大功率或者特别大功率的功放，散热性比较差；二是射频损耗较高，尤其是频率较高时。此外，从大尺寸晶圆生长制造角度来看，应力、位错密度、可靠性、CMOS兼容工艺制造等方面也存在挑战。但从长远角度来看，随着5G基站数目和对成本控制的要求逐步增加，GaN就会成为不错的选择。oksesmc
目前市场上主要以碳化硅基氮化镓产品为主，成熟的商用产品主要来自美国的Macom和欧洲的Ommic，但英特尔、TSMC、三安、英诺赛科等国内外公司目前也都处于高速开发阶段。刘志宏教授认为，如果真的期望手机射频前端市场接受氮化镓技术，那么与Si CMOS实现工艺兼容绝对是无法回避的课题。从当前的研究成果来看，西电团队已经能够设计制造80nm硅基GaN HEMT，尽管还有很多待优化的空间，但从功率和效率两方面来看，已经超过了现有的砷化镓产品，这也代表了其未来在移动终端市场的潜力。
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