重庆讯,依托大学生创新创业平台开展研发的匠芯智造项目,目前已完成多频段谐振去耦网络与无源抗干扰芯片实验室原型样品开发、性能测试及科技查新工作。项目立足5GA商用、6G预研以及智能网联新能源汽车产业发展中的现实技术痛点,基于LTCC低温共烧陶瓷三维集成工艺开展芯片研发,现阶段技术成熟度达到TRL6级,实现原型在模拟实际工况环境下的子系统验证,为国内通用型无源去耦芯片的国产化探索可行路径。
随着5GA基站加快部署,多天线MIMO已经成为智能手机、车载通信、基站设备、物联网终端的标配。为实现设备小型化,天线之间物理间距被不断压缩,由此带来严重的天线互耦干扰问题。项目调研显示,受互耦干扰影响,系统实际容量往往低于理论值50%,行业频谱浪费率超过30%。传统解决方案分为三类:分立电容电感组合方案体积大,高频损耗高;国外进口器件性能尚可,但售价普遍高于10元每颗,定制化开发周期长;国内现有方案大多针对性定制开发,通用性不足,很难标准化量产,国内通用型无源去耦芯片产品基本处于空白状态。
针对以上实际工程难题,匠芯智造团队提出原创谐振去耦芯片架构,把N阶耦合谐振器综合理论落地到芯片实物设计,通过LTCC多层陶瓷工艺,将整套去耦谐振网络内置于陶瓷基片内部。实测原型芯片体积2.375mm,相比传统分立器件方案体积缩减97%;在10GHz测试条件下插入损耗小于0.3dB,较传统方案降低62.5%;天线隔离度由常规1015dB提升至30dB,EMI噪声抑制比大于等于40dB,可实现误码率下降90%。该产品属于无源器件,不需要额外供电,工作频段覆盖6100GHz,同时兼容5GA,提前适配6G频段研发需求。在2×2单元MIMO系统测试环境中,使用该芯片后,系统数据吞吐量提升25%以上,天线效率提升10%以上。按照量产设计目标,产品良率计划达到95%以上,打样周期压缩至7天,量产目标定价2元/颗。
项目现阶段处于创意原型阶段,尚未进入大规模量产。截至目前,团队累计完成2000余组电机与射频性能检测验证,已经拿到3家企业的意向合作确认,完成10余家客户的技术验证工作,经方案优化调整,累计帮助合作客户实现降本超200万元;与华润微电子、平伟实业建立流片、工艺验证层面合作关系;完成相关发明专利1项,发表论文1篇,孵化国家级创新创业项目1项、省级创新创业项目3项,斩获国家级竞赛奖项6项,省级奖项10余项。
项目扎根重庆,主动对接重庆市智能网联新能源汽车芯片产业联盟,融入重庆“33618”现代制造业集群体系。重庆高新区集聚集成电路上下游企业50余家,联盟汇集66家整车企业、芯片企业与科研院所,为项目提供本地产业落地土壤。项目目标客户主要为长安汽车、赛力斯等整车制造企业,重庆传音、维沃移动通信等消费电子厂商,以及5G基站、物联网设备厂商。商业模式上,项目定位芯片设计研发,采取轻资产模式,不自建产线,依靠IP授权、定制化技术服务、设计方案输出实现收益,未来五年测算累计技术授权及服务收入可达213.04万元。
项目核心团队一共13人,全部为青年研发人员,覆盖项目管理、射频芯片设计、LTCC工艺开发、材料研发、市场商务、财务核算、知识产权管理、供应链对接等岗位。项目负责人吴城成统筹整体研发与对外合作,谭松负责射频与芯片设计,魏锦鸿主导LTCC三维集成工艺研发。团队同时组建导师与专家顾问队伍,校内导师在技术落地、商业策划方面提供指导,华中科技大学李渝舟副教授、行业技术专家阳勇担任顾问,提供通信技术、企业产业化实践方面支持。项目研发过程已经带动6名应届毕业生参与研发实践,预估后续产业化落地可以间接带动产业链上下游就业50人以上。
资金方面,项目前期研发预算合计100万元,其中团队自筹50万元,计划通过大赛扶持、政策补贴、技术合作等渠道解决剩余50万元。资金使用有明确划分:50%用于材料采购、流片与打样;22%用于研发迭代与设备测试;15%用于市场对接、客户验证;13%用于团队运营开支。按照集成电路相关政策,后续如果孵化实体公司,可享受集成电路设计企业“两免三减半”税收优惠。项目制定清晰的成果转化路径,优先采用IP授权、技术许可开展转化,依托产学研合作开展小批量验证,待条件成熟后再考虑实体孵化,同时保留专利转让的备选路径。
结合技术现状,项目设置分阶段发展目标。2026年短期目标,完成原型样品最终优化,推进3家意向合作企业完成方案验证与签约,力争实现营业收入54.4万元;20272029年中长期阶段,面向车载、手机、基站、物联网四大应用场景拓展客户,持续开展6G相关技术预研,丰富专利布局;2030年之后的长远阶段,探索实体企业孵化,尝试参与行业标准制定。项目也客观评估技术迭代、客户导入周期较长、资金缺口等现实风险,制定分阶段小步快跑研发、多领域分散客户、积极申报地方流片补贴、严格预算管控等应对措施。
当前国内LTCC元器件市场保持稳定增长,但高端无源芯片仍然存在国产供给不足的现实问题。匠芯智造项目没有追求概念化创新,而是直面MIMO系统天线互扰的实际工程痛点,以原型验证为基础,依托重庆本地汽车与电子产业资源,走技术授权与方案输出的轻量化转化道路。项目团队表示,后续将持续根据客户实测反馈迭代芯片方案,稳步推进从实验室原型走向产业应用的过程。