有這樣一群人，在自行車競速賽中，沖在最前方，助力身后隊友蓄力奪冠，他們是車隊的“破風(fēng)手”；有這樣一顆芯片，在5G核心技術(shù)攻關(guān)中，實現(xiàn)從0到1的關(guān)鍵性突破，填補了5G可重構(gòu)射頻收發(fā)芯片領(lǐng)域的國內(nèi)空白，它就是“破風(fēng)8676”芯片。

近日，在中國移動第四屆科技周期間，中國移動正式發(fā)布核心自主創(chuàng)新成果“破風(fēng)8676”可重構(gòu)5G射頻收發(fā)芯片，標志著我國在提升5G網(wǎng)絡(luò)自主可控度上，再次邁出堅實一步。

“破風(fēng)8676”芯片參考板實物圖

“‘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(qū)號，代表芯片由中國自主研發(fā)，‘76’是內(nèi)部研發(fā)序號。”中國移動研究院院長黃宇紅在接受通信世界全媒體記者專訪時自豪地講道。“這顆芯片是中國移動研究院在集團公司的指導(dǎo)下研發(fā)的首顆應(yīng)用于5G網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備中的短板芯片，也是中國移動踐行高水平科技自立自強的‘破風(fēng)手’。”

“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(guī)模最大、技術(shù)最先進的5G網(wǎng)絡(luò)，建成5G基站超305萬個，5G移動電話用戶超6.76億戶，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(xiàn)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)界實踐久久為功，尤其是芯片研發(fā)，技術(shù)門檻高、投入資金量大、研發(fā)周期長等都是其需要克服的重點、難點。同時，芯片設(shè)計公司在研發(fā)時也面臨著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(yīng)用需求和規(guī)格指標，進而嚴重影響攻關(guān)成效。

對此，黃宇紅表示，中國移動勇?lián)苿有畔F(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈“鏈長”重任，積極發(fā)揮“扁擔(dān)效應(yīng)”，打通產(chǎn)業(yè)鏈上下游，基于自身的技術(shù)積累，通過研發(fā)和應(yīng)用雙向牽引，帶領(lǐng)芯片設(shè)計公司和設(shè)備廠商等產(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(shè)計、整機集成和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)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”芯片的研制需求來自于當前運營商5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)重點的室內(nèi)深度覆蓋和行業(yè)應(yīng)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(zé)5G基站中無線電波模擬信號和數(shù)字信號之間的高速轉(zhuǎn)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(yīng)用需求迫切。中國移動充分考慮產(chǎn)業(yè)攻關(guān)和應(yīng)用需求，以及團隊在無線網(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。

在架構(gòu)方面，“破風(fēng)8676”芯片基于可重構(gòu)技術(shù)體系架構(gòu)，通過信號帶寬、雜散抑制頻點和深度等重要規(guī)格參數(shù)的靈活匹配，數(shù)字預(yù)失真、削峰等模塊算法的靈活調(diào)整，以及基帶成型濾波、均衡濾波等增量功能的靈活加載，可實現(xiàn)一“芯”多用，有效降低芯片成本，助力規(guī)模推廣。

在功能方面，“破風(fēng)8676”芯片基于先進的數(shù)模混合制程和低功耗架構(gòu)設(shè)計，支持數(shù)字預(yù)失真、削峰等功能，通過可重構(gòu)架構(gòu)優(yōu)化和功能重組，已經(jīng)成為一款達到國際先進水平，同時具備低成本、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

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，其路途也必定不會一帆風(fēng)順。正是這一路來的探索與尋覓、艱辛與汗水，見證并踐行了中國移動的“破風(fēng)”之旅。

黃宇紅講道，“破風(fēng)8676”芯片是中國移動首次探索5G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備核心芯片研制。芯片的研發(fā)周期之長，所經(jīng)歷的困難與挑戰(zhàn)也是以前從未遇到過的。借用團隊成員中國移動首席專家胡臻平的形象比喻——“破風(fēng)8676”的研發(fā)就像是一場在沙漠中舉辦的馬拉松賽。

“破風(fēng)8676”研發(fā)負責(zé)人李男帶領(lǐng)團隊調(diào)測

在芯片研制中，首先需要研發(fā)團隊快速進行角色和能力的轉(zhuǎn)變，從甲方身份轉(zhuǎn)向乙方身份，并充分了解用戶和市場的需要，從網(wǎng)絡(luò)級和系統(tǒng)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)功底和市場嗅覺，又要有應(yīng)對研發(fā)挑戰(zhàn)和需求變化進行快速攻關(guān)和靈活調(diào)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。在近三年的攻關(guān)合作中，從芯片的規(guī)格定義到最后的整機集成應(yīng)用，過程雖然漫長，但經(jīng)歷也足夠回味。

研發(fā)團隊內(nèi)部集中專項技術(shù)培訓(xùn)

正如萬事開頭難，在項目立項之初，黃宇紅院長、丁海煜副院長就與團隊一起討論，應(yīng)該做一款什么樣的芯片才能既符合應(yīng)用需求又具備市場競爭力。經(jīng)過多次深入探討，團隊最終將射頻收發(fā)芯片確定為主攻方向。但該類芯片采用數(shù)模混合工藝，不僅規(guī)格指標多而且復(fù)雜，輕則成本高、功耗高、研發(fā)周期長，重則性能不達標，完全無法應(yīng)用，甚至導(dǎo)致中后期巨大的研發(fā)投入和整個團隊的心血都付之東流。

實驗室調(diào)測

為了解決這個難題，“破風(fēng)8676”研發(fā)負責(zé)人、中國移動研究院無線與終端技術(shù)研究所副所長李男和“破風(fēng)8676”技術(shù)總工、中國移動研究院首席專家王大鵬帶領(lǐng)團隊充分發(fā)揮中國移動在網(wǎng)絡(luò)和整機設(shè)備方面的系統(tǒng)優(yōu)勢，通過深入的理論分析，以及自主研發(fā)的系統(tǒng)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，能夠在滿足網(wǎng)絡(luò)和整機需求的前提下，大幅降低設(shè)計難度。

在科學(xué)合理的規(guī)格設(shè)計基礎(chǔ)上，為最大化適應(yīng)芯片市場需求，結(jié)合多運營商、多頻段、多站型、多架構(gòu)應(yīng)用需求，創(chuàng)新性提出了可重構(gòu)設(shè)計技術(shù)體系，實現(xiàn)一“芯”多用，使芯片從研發(fā)初期就占領(lǐng)制高點，贏在起跑線上。

“破風(fēng)8676”技術(shù)總工王大鵬與負責(zé)人李男在研發(fā)中交流

在芯片設(shè)計中，企業(yè)與實驗室合作方緊密協(xié)作、合理分工，共同攻堅克難。研究院芯片團隊成員在設(shè)計階段往返實驗室累計里程達4萬公里，可繞地球一圈，獨立完成近30%的芯片模塊設(shè)計，實現(xiàn)研發(fā)能力從網(wǎng)絡(luò)到設(shè)備再到芯片的“三級跳”。臨近設(shè)計階段尾聲，應(yīng)對數(shù)字削峰模塊設(shè)計中缺乏對不同場景適配的不足，團隊及時糾錯，并在一周時間內(nèi)完成算法和代碼設(shè)計迭代，避免了因芯片設(shè)計而導(dǎo)致的缺陷。

“破風(fēng)8676”技術(shù)總工王大鵬與集團首席專家胡臻平在研討芯片架構(gòu)

突破芯片設(shè)計大關(guān)，緊接著就是加快芯片調(diào)試的步伐。為了讓芯片盡快問世，研究團隊繼續(xù)與時間賽跑，面對疫情沖擊，不分晝夜奮戰(zhàn)在芯片調(diào)測戰(zhàn)場。從去年12月14日起，每晚9點實驗室依舊亮著的燈光是技術(shù)總工王大鵬帶領(lǐng)團隊成員與合作方專家共同制定高效調(diào)測方案。當一個又一個的“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，并成功在客戶整機中集成，指標滿足集采設(shè)備規(guī)范要求。至此，研究團隊三年的奮戰(zhàn)終于交出了一份滿意的答卷。

正如黃宇紅所說，在這個過程中，中國移動與合作伙伴經(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(zhàn)友”，克服了一項項技術(shù)挑戰(zhàn)，最終成功研制了這顆芯片。借本次專訪，她也希望代表團隊向與中國移動一起并肩作戰(zhàn)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(yīng)用創(chuàng)新，“破風(fēng)8676”芯片是國內(nèi)首個基于可重構(gòu)架構(gòu)設(shè)計的5G射頻收發(fā)芯片，可廣泛應(yīng)用于當前5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)重點的深度室內(nèi)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(gòu)和低功耗設(shè)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，將進一步提升我國網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備的自主可控度，豐富移動通信產(chǎn)業(yè)生態(tài)，滿足多樣性5G行業(yè)應(yīng)用和低成本深度覆蓋。

從應(yīng)用創(chuàng)新看創(chuàng)新引領(lǐng)，中國移動在提升自身科技創(chuàng)新能力的同時，也積極布局產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展。

勇?lián)苿有畔F(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈“鏈長”重任，中國移動首創(chuàng)“鏈長”主導(dǎo)的“1+N+1”（1個產(chǎn)業(yè)鏈下游運營商+N個中游設(shè)備商+1個上游芯片商）新型攻關(guān)模式。通過下屬研究院與芯片設(shè)計公司成立企業(yè)聯(lián)合實驗室，帶動中游設(shè)備商們廣泛參與芯片研發(fā)核心環(huán)節(jié)實現(xiàn)需求前置，將傳統(tǒng)的芯片設(shè)計、整機集成、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的串行研發(fā)升級為并行模式，將芯片到整機適配的時間縮短近一半，并破解了應(yīng)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勇?lián)a(chǎn)業(yè)發(fā)展重任的實力與擔(dān)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)各方在未來還將繼續(xù)開拓芯片研發(fā)，促進我國5G芯片技術(shù)與產(chǎn)品成熟度不斷提升。在滿足我國5G網(wǎng)絡(luò)高質(zhì)量發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)強國建設(shè)需求的同時，各顯所長，共同構(gòu)建全球多元化產(chǎn)業(yè)生態(tài)。