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我国6G基带芯片重要突破

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放大字体  缩小字体 发布日期:2026-03-23   浏览次数:422
核心提示:在6G未来产业成为国家前瞻布局重点的背景下,基带芯片的技术突破直接影响6G研发进程。3月24日消息,我国6G基带ASIC芯片取得了阶
在6G未来产业成为国家前瞻布局重点的背景下,基带芯片的技术突破直接影响6G研发进程。3月24日消息,我国6G基带ASIC芯片取得了阶段性重要突破。东南大学张川教授、尤肖虎院士团队联合紫金山实验室研发的全消息传递动态可配置基带ASIC芯片,相较传统方案,在吞吐率、面积效率与能量效率上分别实现24.2倍、9.4倍和10.9倍提升,并因此获得高度认可,入选2025年半导体十大研究进展。而且5G与6G公众号(ID:angmobile)了解到相关企业已完成对这款芯片的面向产业化应用的工程验证,结果显示优势显著。

图1  关键指标,实现跃升。从此图看,该芯片相较对标此前基带方案,实现三大核心性能的大幅跃升。一是检测模块吞吐率从396Mb/s提升至9600Mb/s,实现24.2倍的性能飞跃;二是译码模块面积效率从602Mb/s/mm²提升至5650Mb/s/mm²,提升9.4倍,单位面积算力显著增强;三是能量效率从20.1pJ/b/iter优化至1.85pJ/b/iter,提升10.9倍,5G与6G公众号注意到运算能耗大幅降低。
图2  芯片显微照片。从此图看,这款芯片整体尺寸为4.369mm×4.370mm,接近正方形,核心面积约19.1mm²,搭载于带多网口接口的PCB开发板上。芯片内部划分为三大功能分区。左上为RAM存储区,负责数据缓存;右上是PMA物理媒介适配层,可能承担高速串行接口的物理层信号处理;下半部分为数字逻辑区,占据芯片核心区域,5G与6G公众号预计是芯片运算与逻辑控制的核心单元。
从整体技术脉络来分析,该成果的核心价值远远不止于性能指标的提升,5G与6G公众号认为其更大亮点在于对传统基带设计范式的系统性重构。既有基带架构长期依赖模块化分治思路,即不同处理环节采用独立算法分别优化,这种方法在4G、5G阶段尚可满足需求,但在6G场景中却面临明显瓶颈,一是算法割裂导致全局性能受限;另一方面,硬件实现需要针对不同场景反复定制,难以兼顾效率与灵活性。
针对这一结构性问题,该成果提出以因子图为核心的统一建模方法,将基带处理中的信道估计、检测、译码等关键模块整合至统一的贝叶斯推理框架中,实现从局部最优向全局最优的转变。这一思路的关键,5G与6G公众号了解到在于通过全消息传递机制,使不同处理环节之间形成信息闭环,从而在系统层面提升整体性能,而不是进行单点优化。
在架构实现层面,该芯片采用全展开消息传递结构与流水线化设计,直接对应6G对高吞吐与低时延的极限要求。实测数据显示,其吞吐率达到9.6 Gb/s,单芯片时延控制在1.61 ms,其中检测时延仅1.44 ms,已满足B5G/6G系统设定的单用户吞吐量超过8 Gb/s、时延低于2 ms的目标区间。这一性能不是简单依赖工艺提升,5G与6G公众号了解到是源于架构级并行度的系统优化,包括MIMO-BP检测器的全展开实现及关键路径压缩。
进一步来看,该芯片在接口与系统协同层面同样体现出工程化的理念,具体地,5G与6G公众号了解到其通过集成10.3125 Gb/s SerDes的万兆以太网接口,实现数据高速输入输出闭环,使算法性能能够在真实系统中得到完整释放。这一点对于其从实验室原型走向产业验证尤为关键,也解释了其能够完成工程验证并支持4K视频实时传输的原因。
在可扩展性方面,该方案针对6G场景碎片化的趋势给出明确解法。芯片支持3GPP标准下的LDPC码与极化码,并通过参数配置适配不同业务需求,从而5G与6G公众号注意到避免了传统ASIC一次设计、固定场景的局限。

图3  从此图看,该芯片具备出色的多场景可配置性。多芯片扩展上,单芯片可实现8×8天线规模与800子载波处理,多芯片则能拓展至128×128天线,适配不同规模通信需求。译码模式兼容5G NR的LDPC码与极化码,贴合5G标准。应用场景覆盖4K传输、无人机、自动驾驶及VR/AR。以太接口还支持信号检测与多级环回,全方位适配多元通信场景。
同时,在系统级扩展中,仅需16个加速器阵列即可支撑128×128规模的无蜂窝大规模MIMO系统,实现9.6 Gb/s吞吐率及超过100 b/s/Hz的频谱效率。由此,其不仅是单芯片性能突破,5G与6G公众号认为其具备面向网络级部署的可行性。
图4  验证
需要指出的是,无蜂窝大规模MIMO作为B5G/6G的重要候选架构,其核心挑战在于分布式节点带来的计算复杂度激增,而基带芯片正是这一复杂度的主要承载体。上述成果通过统一算法与高并行架构的结合,5G与6G公众号认为在一定程度上缓解了算力爆炸与能效约束之间的矛盾,这也是其技术意义所在。
从产业角度来分析,该芯片提出的算法统一、架构可配、系统扩展路径,很好地探索了基带芯片的代际平滑演进机制。相较于以往通信代际切换中推倒重来的设计方式,5G与6G公众号认为这种路径更有利于缩短研发周期并降低产业迁移成本。
总体来看,这一成果的关键不仅在于单一性能指标领先,更在于通过统一建模与架构创新,重构了基带芯片的设计方法论。在6G尚处早期探索阶段的背景下,这种方法论层面的突破,5G与6G公众号认为其意义肯定远大于具体产品本身。据悉,团队将加速推动相关成果突破专用基带处理的局限,向通感智算控存一体化的新型场景延伸,力争在“十五五”时期,打造一套拥有完全自主知识产权的6G基带芯片技术体系。
 
 
 
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