11月10日，杭州地芯科技有限公司（以下简称：地芯科技）在IIC国际集成电路展览会暨研讨会上发布了国内首款支持100M超宽带、低功耗、高性能、高集成度，且支持Sub 6GHz软件无线电的SDR射频收发机芯片——GC080X系列。
潜心4年研发，地芯科技成功突破国外垄断
无线通信系统是实现新基建的重要组成部分。不仅包括广泛应用于物联网领域的WiFi、蓝牙、GNSS、NB-IoT等通信技术，还包括3G、4G、5G这些通信系统。
从对整个通信系统的产业链分析来看，包括上游的射频前端芯片、射频收发机、基带芯片，中游的基站等无线通信设备，以及下游的电信运营商、网络优化部署厂商等。
其中，在上游的芯片供应环节当中，射频收发机芯片是非常关键的组成部分，包括了射频信号、模拟信号和数字信号，在整套小基站系统当中占据了20%-30%的成本。这也提现了射频收发机芯片的重要性。
而在目前的射频收发芯片市场，主要被国外芯片厂商所垄断，特别是在能够支持5G的射频收发芯片领域，更是被“卡脖子”的环节，国产替代需求迫切。
成立于2018年的杭州地芯科技有限公司，其主要研发方向就是5G无线通信高端芯片、低功耗高性能的物联网芯片、高端工业电子模拟射频芯片以及无线通信模组。
从2019年开始，地芯科技就启动了5G射频收发机芯片项目及射频前端项目的研发工作。2020年，地芯科技收发机芯片成功点亮，射频前端系列芯片也成功量产。2021年地芯科技的射频收发机芯片的工程样品出来，物联网前端芯片突破百万，模拟信号链芯片项目启动。2022年，地芯科技的5G超低功耗射频收发机芯片——GC080X系列成功实现量产，并且在客户端成功验证成功，成功打破了国外厂商的垄断。
“我们的射频收发机芯片可以实现非常重要的功能，其中很多技术在目前市场上基本上被国外芯片垄断，这两年国内有很多厂商都在做，但是能实现5G通信的，目前只有我们地芯科技。”杭州地芯科技有限公司销售总监王伟刚说到。
据介绍，目前，地芯科技的第二代射频收发机芯片项目开始启动，模拟信号链系列芯片实现量产。从产品布局来说，地芯科技从射频前端、信号链和射频收发芯片，模拟射频产业链已经实现了全覆盖。
GC080X系列详解
作为国内首款国产5G超低功耗射频收发机芯片，GC080X系列射频收发机芯片是地芯科技完全自主研发的创新产品，其中包含十数项中美前沿专利技术，可广泛应用于几乎所有现代化数字无线通信系统，比如通用软件无线电系统、5G/4G LTE及专网无线通信基站、多功能智能终端、点对点通信系统。
具体参数方面，GC080X系列能够支持的频率范围为30MHz ~6GHz，支持超宽和超窄带宽需求，覆盖了几乎所有通信的频率需求，包括从物联网到射频的专网通信、卫星通信、航空航天等需求。
可配置射频带宽能够支持小于200KHz到100MHz的范围，满足了低窄带和宽带的需求（目前小基站通信系统，包括5G基站都至少需要100M）。接口方面支持CMOS、LVDS、Analog IQ。
GC080X系列射频收发机采用直接变频架构，具有超低功耗、高调制精度、低噪声的卓越性能。该系列产品高度集成的2T2R收发机，具有镜像抑制校准、本振泄露校准、发射功率监控、杂散抑制以及接收通道增益校准等功能，支持4G、5G，支持TDD和FDD制式，同时还支持低功耗睡眠模式，支持多芯片同步功能，支持MIMO等多芯片使用场景。
GC080X系列还支持Virtual Chip-Split技术，可以把模拟的IQ信号拉出来，把这颗芯片做一个自由组合，即客户可以根据自己的需求灵活配置，可以实现射频信号到模拟信号之间的转化，也可以实现模拟信号到数字信号之间的转化。
这主要是由于GC080X系列中集成了12bit的模数转换器ADC和12bit的数模转换器DAC，内置可编程模拟滤波器，支持最小0.7MHz带宽的模拟低通滤波器以及TX最大50MHz带宽的模拟低通滤波器，RX最大50MHz的模拟低通滤波器。混频器和锁相环也都集成在芯片内部，并且发射部分集成有驱动级放大器，可以输出8dBm以上单音信号。
封装方面，GC080X系列采用业界主流的10mm×10mm、144引脚芯片级球栅阵列封装(CSP_BGA)，芯片寄存器读写控制采用标准的四线SPI，其模拟射频供电主要采用1.3V，数字部分接口供电采用3.3V或者2.5V。该系列拥有丰富的开发工具，可得到强力的技术支持。基于通用的性能评估平台，部分实测结果Loopback：环回EVM 1.4%；功耗620mW。
据地芯科技介绍，得益于自主创新的设计，GC080X系列Die面积可以实现比国际领先竞品的缩小了50%以上，这也意味着GC080X系列的功耗更低、成本也将更低。
从具体的功耗对比来看，同样在4G和FDD 2T2R的模式下，20兆带宽，LVDS接口，国际竞品的功耗差不多是1.6W，GC080X系列只有1W，是国际领先竞品的60%左右；在5G TDD 2T2R的模式下，GC080X系列基于超低功耗的LVDS接口实现100M，功耗为1W。而国际领先竞品用的是204B接口实现100M，功耗为3.5W-5W （因为国际竞品有多个型号）。
显然，GC080X系列的功耗表现非常的出色，这对于设备商来说也是非常具有吸引力的。因为现在运营商对于设备商的要求越来越苛刻，不仅要求低成本，还要求低功耗。而且低功耗也可以让设备进一步的小型化。
王伟刚表示，GC080X系列可广泛应用于传统基站、微波中继、微基站、航空航天、卫星、雷达、无人驾驶等应用场景。
自主创新，助力国产化
据地芯科技介绍，GC080X系列完全正向研发、自主创新设计的，其中拥有多项技术专利，实现了跨芯片、跨行业的技术创新，在整个信号上做了非常多的技术公关。突破了超宽频、超宽带、超低相噪频率合成器、超高采样率ADC&DAC、高精度数字校正算法、复杂的系统架构等一系列的技术难点。
“GC080X系列是非常复杂的多个功能模块的集成芯片，要实现超低功耗，就要在每一个功能模块上下功夫，而且每个模块间怎么共同协作，也是非常有难度的。所以我们实现包括ADC&DAC的技术创新，包括收发的技术创新，实现了超低功耗。这些也都是有专利申请的。”王伟刚进一步解释到。
值得一提的是，GC080X系列还实现了全国产供应链，从晶圆代工（中芯国际40nm工艺）到芯片封测，包括地芯科技强大的技术团队支持，可以让国内的通信设备商实现国产化，并且有非常强大的稳定团队做供货保障，让客户没有后顾之忧。
“目前很多的设备商，包括运营商，都在积极的推动国产化，国产替代也是非常紧迫，刻不容缓。地芯科技今天发布的这颗5G超低功耗射频收发机芯片，填补了该领域的技术空白。”
编辑：芯智讯-浪客剑
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