近期，在融资日益困难的当下，微波、毫米波相控阵芯片和天线的领军企业：成都天锐星通科技有限公司完成新一轮E+轮融资，由德诺资本参与投资，助力其巩固相控阵技术领域的领军地位。成立于2013年的天锐星通，参与研发的相控阵终端曾在神舟十三号载人飞船的返回过程中发挥了至关重要的作用，为飞船提供了可靠的通信保障。

从芯片、模块到天线全面实现自主可控，技术水平处于国际领先。天锐星通这家本土高新技术企业，正通过研发降低生产成本，疏通毫米波相控阵天线产品走向商用甚至大规模出货的所有环节，不断提升毫米波核“芯”产业链上的话语权。


布局毫米波相控阵技术

大规模的相控阵是解决毫米波无线传播距离受限的核心关键技术。相控阵是一个电磁波接收发射系统，电磁波的频率越高、波长越短，其天线单元也就越小，在同样的面积下就可以容纳更多的天线。天线一多，密密麻麻地排成一个方阵，就组成了天线阵列。

赵涤燹指出，天锐星通布局毫米波相控阵技术领域，原理是利用多个天线发射无线电磁波，无线电磁波在空间进行合成，来聚焦波束，增大输出功率的效果，它可以弥补毫米波覆盖能力的不足。以一个6厘米×6厘米的方块为例，如果我们在3GHz频段放天线，它只能放一个天线，它发送的波速就相对比较有限，波速在空间的损耗比较大；如果在30Hz频段，在同样的面积下，我可以放100个天线，这100个天线它的空间波速就可以聚焦，可以形成1个非常好的定向波束来定向发送功率，起到远距离覆盖的一个效果。

毫米波相控阵具备两大优势：一、实现远距离覆盖。高频段波长短，天线尺寸小，频率提升N倍时，在发射和接收端均配置N×N的阵列天线，实现高增益和窄波束，提高等效辐射功率和接收灵敏度，增大传输距离。

例如：频率升高10倍，FSPL升高20dB；假设频率升高后PA和LNA参数不变，收发均使用10×10的阵列天线，每个天线接1个PA/LNA，总共获得60dB的链路增益，比低频天线额外多出40dB的增益。这也是为什么在Ku频段和Ka频段使用5G毫米波，需要毫米波在卫星通信领域实现宽带、远距离传输。

二、二维高速电扫描，调节每个天线单元的信号相位控制波束方向，相控阵电扫描可以将各通道信号相干叠加，同时实现空分复用。为了实现高速电扫描，相控阵是唯一的手段。


全面实现自主可控

天锐星通的毫米波相控阵天线测试实验室内，工作人员正在操作电脑，对相控阵天线进行测试。

“对这样一台数千通道的相控阵天线，常规的测试方法需要半个月左右，我们通过七八年的算法优化，不仅测得准，测试时间也缩短到一个小时以内。”公司总经理张成军表示，今年年底，实验室将实现自动化改造，大大提高人员效率，同时更节省时间。

随着5G毫米波通信和宽带低轨卫星通信的迅速崛起，毫米波相控阵天线开始了前所未有的发展。然而，毫米波的无线传输距离短，价格昂贵是制约其应用的短板，在提高性能的同时大幅度地降低成本便是解决问题的核心关键。

“毫米波相控阵技术的发展一直以来受核心芯片、封装和制板工艺的限制，经过6年的技术探索与创新，我们与国家网络通信与安全紫金山实验室以及深南电路股份有限公司合作，研制出CMOS毫米波全集成4通道、16通道相控阵芯片，封装集成了1024通道天线单元的毫米波大规模有源天线阵列。”在芯片测试实验室内，张成军直言这一路走来不容易。

芯片封装，通俗点来说就是给芯片加上一个塑料壳，实际上起着安放、固定、密封、保护芯片和增强点热性能的作用，也是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁。做计划时，研发团队觉得很简单，计划1个月、预算100万元左右完成，然而几家全球领先的封装企业在毫米波相控阵芯片的封装上都没有经验，企业最终投入超过1000万元，用了两年时间才算解决了封装问题。

“高集成的毫米波相控阵天线PCB板制造，最开始的成品率也只有20%，经过四年多和深南电路的不断尝试，才实现技术突破。”张成军说，不断研发的过程中，也促进了毫米波相控阵整个产业链的发展和成熟。


实现大规模商业化

对于当前中国半导体产业来说，任何一个细分领域的突破，都将成为铭刻在国产替代上的深刻印迹，毫米波芯片作为当前5G核“芯”和宽带低轨卫星通信核“芯”技术链当中的重要一环也不例外。

毫米波CMOS相控阵芯片完成3.0版本重大升级！意味着成都天锐星通科技有限公司这款芯片正式规模化生产。

“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，制作成本高昂，我们使用硅基CMOS工艺，把单通道芯片成本降低到千分之一。”张成军表示，目前能提供商用CMOS工艺的5G毫米波相控阵射频芯片的企业，全世界仅有5家，除了天锐星通外，其他4家分别是高通、恩智浦、ADI、Anokiwave，均为美国企业，但他们都还在改进中，没有真正定型下来实现量产，且各家指标性能水平相当。

同时，除芯片外，公司探索出基于高密度混压PCB工艺的大规模集成相控阵低成本解决方案，攻克了毫米波相控阵大批量生产的工艺问题和成本问题。

目前，公司将新研发出的毫米波相控阵天线在超大规模应用上，每通道售价定为1美元。张成军说，在这个价格上，国际上已经很难有企业能够竞争，“而我们还有可观的利润。”此外，研发团队也推出了标准化可拼接产品，可将小规模的相控阵子阵灵活地拼接为用户所需要的大规模阵列。“就像拼积木一样，人人都可以拼。”