有這樣一群人，在自行車(chē)競速賽中，沖在最前方，助力身后隊友蓄力奪冠，他們是車(chē)隊的“破風(fēng)手”；有這樣一顆芯片，在5G核心技術(shù)攻關(guān)中，實(shí)現從0到1的關(guān)鍵性突破，填補了5G可重構射頻收發(fā)芯片領(lǐng)域的國內空白，它就是“破風(fēng)8676”芯片。
近日，在中國移動(dòng)第四屆科技周期間，中國移動(dòng)正式發(fā)布核心自主創(chuàng )新成果“破風(fēng)8676”可重構5G射頻收發(fā)芯片，標志著(zhù)我國在提升5G網(wǎng)絡(luò )自主可控度上，再次邁出堅實(shí)一步。
“破風(fēng)8676”芯片參考板實(shí)物圖
“‘破風(fēng)’是我們注冊的芯片自研品牌商標，‘86’是中國的國際區號，代表芯片由中國自主研發(fā)，‘76’是內部研發(fā)序號?！?strong style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;">中國移動(dòng)研究院院長(cháng)黃宇紅在接受通信世界全媒體記者專(zhuān)訪(fǎng)時(shí)自豪地講道?！斑@顆芯片是中國移動(dòng)研究院在集團公司的指導下研發(fā)的首顆應用于5G網(wǎng)絡(luò )核心設備中的短板芯片，也是中國移動(dòng)踐行高水平科技自立自強的‘破風(fēng)手’?！?/p>
“破風(fēng)8676”研發(fā)團隊合影
攻堅：從“破風(fēng)手”到“破風(fēng)8676”
當前，我國已經(jīng)建成規模最大、技術(shù)最先進(jìn)的5G網(wǎng)絡(luò )，建成5G基站超305萬(wàn)個(gè)，5G移動(dòng)電話(huà)用戶(hù)超6.76億戶(hù)，5G發(fā)展走在世界前列。而芯片作為信息產(chǎn)品的核心部件，不僅是5G發(fā)展的重中之重，對于現代科技、經(jīng)濟發(fā)展和國家安全也具有非常重要的意義，但目前我國在5G網(wǎng)絡(luò )發(fā)展中還有部分專(zhuān)用芯片存在短板。
技術(shù)攻關(guān)并非一日之功，需要科研投入及業(yè)界實(shí)踐久久為功，尤其是芯片研發(fā)，技術(shù)門(mén)檻高、投入資金量大、研發(fā)周期長(cháng)等都是其需要克服的重點(diǎn)、難點(diǎn)。同時(shí)，芯片設計公司在研發(fā)時(shí)也面臨著(zhù)很難打通上下游供需關(guān)系的困境，以致于難以精準把握芯片的應用需求和規格指標，進(jìn)而嚴重影響攻關(guān)成效。
對此，黃宇紅表示，中國移動(dòng)勇?lián)苿?dòng)信息現代產(chǎn)業(yè)鏈“鏈長(cháng)”重任，積極發(fā)揮“扁擔效應”，打通產(chǎn)業(yè)鏈上下游，基于自身的技術(shù)積累，通過(guò)研發(fā)和應用雙向牽引，帶領(lǐng)芯片設計公司和設備廠(chǎng)商等產(chǎn)業(yè)合作伙伴，以技術(shù)創(chuàng )新和模式創(chuàng )新，打通芯片設計、整機集成和網(wǎng)絡(luò )應用全鏈條，成功研制發(fā)布“破風(fēng)8676”芯片。
黃宇紅介紹，“破風(fēng)8676”芯片的研制需求來(lái)自于當前運營(yíng)商5G網(wǎng)絡(luò )建設重點(diǎn)的室內深度覆蓋和行業(yè)應用相關(guān)站型需求，包括5G云基站、皮基站、家庭基站等站型需求。射頻收發(fā)芯片負責5G基站中無(wú)線(xiàn)電波模擬信號和數字信號之間的高速轉換，是上述多款5G基站中的關(guān)鍵核心器件，研發(fā)難度高、產(chǎn)業(yè)積累薄弱、應用需求迫切。中國移動(dòng)充分考慮產(chǎn)業(yè)攻關(guān)和應用需求，以及團隊在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )和射頻領(lǐng)域的深厚技術(shù)積累，選擇將這顆芯片作為切入點(diǎn)。
在架構方面，“破風(fēng)8676”芯片基于可重構技術(shù)體系架構，通過(guò)信號帶寬、雜散抑制頻點(diǎn)和深度等重要規格參數的靈活匹配，數字預失真、削峰等模塊算法的靈活調整，以及基帶成型濾波、均衡濾波等增量功能的靈活加載，可實(shí)現一“芯”多用，有效降低芯片成本，助力規模推廣。
在功能方面，“破風(fēng)8676”芯片基于先進(jìn)的數?；旌现瞥毯偷凸募軜嬙O計，支持數字預失真、削峰等功能，通過(guò)可重構架構優(yōu)化和功能重組，已經(jīng)成為一款達到國際先進(jìn)水平，同時(shí)具備低成本、低功耗、多功能等差異化競爭優(yōu)勢的產(chǎn)品。
克難：在沙漠中跑馬拉松并成功躍線(xiàn)
正如成功的花兒，其間浸透了奮斗的淚水和汗水，想要取得突破性成果，其路途也必定不會(huì )一帆風(fēng)順。正是這一路來(lái)的探索與尋覓、艱辛與汗水，見(jiàn)證并踐行了中國移動(dòng)的“破風(fēng)”之旅。
黃宇紅講道，“破風(fēng)8676”芯片是中國移動(dòng)首次探索5G網(wǎng)絡(luò )設備核心芯片研制。芯片的研發(fā)周期之長(cháng)，所經(jīng)歷的困難與挑戰也是以前從未遇到過(guò)的。借用團隊成員中國移動(dòng)首席專(zhuān)家胡臻平的形象比喻——“破風(fēng)8676”的研發(fā)就像是一場(chǎng)在沙漠中舉辦的馬拉松賽。
“破風(fēng)8676”研發(fā)負責人李男帶領(lǐng)團隊調測
在芯片研制中，首先需要研發(fā)團隊快速進(jìn)行角色和能力的轉變，從甲方身份轉向乙方身份，并充分了解用戶(hù)和市場(chǎng)的需要，從網(wǎng)絡(luò )級和系統級能力向芯片級底層下潛，達到芯片全流程研發(fā)的技術(shù)需求。
其次面對芯片攻關(guān)技術(shù)難度大、不確定性強、任務(wù)重、周期緊的困難，研發(fā)團隊除了需要強大的抗壓能力之外，既要有深厚的技術(shù)功底和市場(chǎng)嗅覺(jué)，又要有應對研發(fā)挑戰和需求變化進(jìn)行快速攻關(guān)和靈活調整的能力。
“雖然這是我們第一次做芯片研發(fā)，但我們不想‘錦上添花’，而是要‘雪中送炭’”。黃宇紅堅定地說(shuō)。在近三年的攻關(guān)合作中，從芯片的規格定義到最后的整機集成應用，過(guò)程雖然漫長(cháng)，但經(jīng)歷也足夠回味。
研發(fā)團隊內部集中專(zhuān)項技術(shù)培訓
正如萬(wàn)事開(kāi)頭難，在項目立項之初，黃宇紅院長(cháng)、丁海煜副院長(cháng)就與團隊一起討論，應該做一款什么樣的芯片才能既符合應用需求又具備市場(chǎng)競爭力。經(jīng)過(guò)多次深入探討，團隊最終將射頻收發(fā)芯片確定為主攻方向。但該類(lèi)芯片采用數?；旌瞎に?，不僅規格指標多而且復雜，輕則成本高、功耗高、研發(fā)周期長(cháng)，重則性能不達標，完全無(wú)法應用，甚至導致中后期巨大的研發(fā)投入和整個(gè)團隊的心血都付之東流。
實(shí)驗室調測
為了解決這個(gè)難題，“破風(fēng)8676”研發(fā)負責人、中國移動(dòng)研究院無(wú)線(xiàn)與終端技術(shù)研究所副所長(cháng)李男和“破風(fēng)8676”技術(shù)總工、中國移動(dòng)研究院首席專(zhuān)家王大鵬帶領(lǐng)團隊充分發(fā)揮中國移動(dòng)在網(wǎng)絡(luò )和整機設備方面的系統優(yōu)勢，通過(guò)深入的理論分析，以及自主研發(fā)的系統級和射頻鏈路級仿真平臺的不斷前反向迭代評估，制定出了一套“不溢不缺”的射頻指標標準，能夠在滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò )和整機需求的前提下，大幅降低設計難度。
在科學(xué)合理的規格設計基礎上，為最大化適應芯片市場(chǎng)需求，結合多運營(yíng)商、多頻段、多站型、多架構應用需求，創(chuàng )新性提出了可重構設計技術(shù)體系，實(shí)現一“芯”多用，使芯片從研發(fā)初期就占領(lǐng)制高點(diǎn)，贏(yíng)在起跑線(xiàn)上。
“破風(fēng)8676”技術(shù)總工王大鵬與負責人李男在研發(fā)中交流
在芯片設計中，企業(yè)與實(shí)驗室合作方緊密協(xié)作、合理分工，共同攻堅克難。研究院芯片團隊成員在設計階段往返實(shí)驗室累計里程達4萬(wàn)公里，可繞地球一圈，獨立完成近30%的芯片模塊設計，實(shí)現研發(fā)能力從網(wǎng)絡(luò )到設備再到芯片的“三級跳”。臨近設計階段尾聲，應對數字削峰模塊設計中缺乏對不同場(chǎng)景適配的不足，團隊及時(shí)糾錯，并在一周時(shí)間內完成算法和代碼設計迭代，避免了因芯片設計而導致的缺陷。
“破風(fēng)8676”技術(shù)總工王大鵬與集團首席專(zhuān)家胡臻平在研討芯片架構
突破芯片設計大關(guān)，緊接著(zhù)就是加快芯片調試的步伐。為了讓芯片盡快問(wèn)世，研究團隊繼續與時(shí)間賽跑，面對疫情沖擊，不分晝夜奮戰在芯片調測戰場(chǎng)。從去年12月14日起，每晚9點(diǎn)實(shí)驗室依舊亮著(zhù)的燈光是技術(shù)總工王大鵬帶領(lǐng)團隊成員與合作方專(zhuān)家共同制定高效調測方案。當一個(gè)又一個(gè)的“攔路虎”被解決掉，團隊成員逐漸露出歡欣的笑臉。
歷經(jīng)半年多的艱苦打磨，“破風(fēng)8676”芯片終于達到商用要求，并成功在客戶(hù)整機中集成，指標滿(mǎn)足集采設備規范要求。至此，研究團隊三年的奮戰終于交出了一份滿(mǎn)意的答卷。
正如黃宇紅所說(shuō)，在這個(gè)過(guò)程中，中國移動(dòng)與合作伙伴經(jīng)歷了從陌生到熟悉，從防備到信任再到成為可以把后背交給彼此的“戰友”，克服了一項項技術(shù)挑戰，最終成功研制了這顆芯片。借本次專(zhuān)訪(fǎng)，她也希望代表團隊向與中國移動(dòng)一起并肩作戰的合作伙伴致以誠摯的感謝。
遠行：從底層突破到產(chǎn)業(yè)繁榮
從底層突破看應用創(chuàng )新，“破風(fēng)8676”芯片是國內首個(gè)基于可重構架構設計的5G射頻收發(fā)芯片，可廣泛應用于當前5G網(wǎng)絡(luò )建設重點(diǎn)的深度室內覆蓋和行業(yè)覆蓋所需的5G云基站、皮基站、家庭站等站型。
黃宇紅講道，“破風(fēng)8676”芯片的可重構和低功耗設計，可以使其快速適配于多款站型，降低基站產(chǎn)品的研發(fā)難度、功耗和成本，將進(jìn)一步提升我國網(wǎng)絡(luò )核心設備的自主可控度，豐富移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)生態(tài)，滿(mǎn)足多樣性5G行業(yè)應用和低成本深度覆蓋。
從應用創(chuàng )新看創(chuàng )新引領(lǐng)，中國移動(dòng)在提升自身科技創(chuàng )新能力的同時(shí)，也積極布局產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展。
勇?lián)苿?dòng)信息現代產(chǎn)業(yè)鏈“鏈長(cháng)”重任，中國移動(dòng)首創(chuàng )“鏈長(cháng)”主導的“1+N+1”（1個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈下游運營(yíng)商+N個(gè)中游設備商+1個(gè)上游芯片商）新型攻關(guān)模式。通過(guò)下屬研究院與芯片設計公司成立企業(yè)聯(lián)合實(shí)驗室，帶動(dòng)中游設備商們廣泛參與芯片研發(fā)核心環(huán)節實(shí)現需求前置，將傳統的芯片設計、整機集成、網(wǎng)絡(luò )應用的串行研發(fā)升級為并行模式，將芯片到整機適配的時(shí)間縮短近一半，并破解了應用方“不想用、不敢用”的核心產(chǎn)業(yè)難題。
從創(chuàng )新引領(lǐng)看產(chǎn)業(yè)繁榮，以“破風(fēng)8676”芯片為代表的科技創(chuàng )新成果不僅讓我們看到了中國移動(dòng)勇?lián)a(chǎn)業(yè)發(fā)展重任的實(shí)力與擔當，更讓我們看到了產(chǎn)業(yè)鏈上下游緊密協(xié)同攻克關(guān)鍵技術(shù)的信念與能力。
黃宇紅講道，從已有成果中借鑒經(jīng)驗，正視我們與國外成熟競品在部分指標上的差距，產(chǎn)業(yè)各方在未來(lái)還將繼續開(kāi)拓芯片研發(fā)，促進(jìn)我國5G芯片技術(shù)與產(chǎn)品成熟度不斷提升。在滿(mǎn)足我國5G網(wǎng)絡(luò )高質(zhì)量發(fā)展和網(wǎng)絡(luò )強國建設需求的同時(shí)，各顯所長(cháng)，共同構建全球多元化產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
