5G商用在即，盡管ITU已經明確了5G的關鍵技術指標，并給出了5G的商用化進程時間表，但5G發展仍然面臨較大的不確定性，其中高頻段發展路線尚不清晰。

IMT-2020（5G）的工作推進組之前公布的計劃顯示，我國今年將啟動5G增強及毫米波技術研發試驗等工作。事實上，我國在毫米波技術上的積累并不薄弱，許多研究機構和大學都有相關的研究積累，在基站技術中也有一定程度的應用。可以預見，這項技術有望在今年走向更為廣泛的商業現實。

加快部署是趨勢

中國通信學會發布的《通信集成電路系列前沿報告》認為，無線通信的最大信號帶寬大約是載波頻率的5%左右，因此載波頻率越高，可實現的信號帶寬也越大。在毫米波頻段中，28GHz、39GHz和60GHz頻段是最有希望使用在5G的頻段。28/39GHz頻段的可用頻譜帶寬可達1GHz，而60GHz頻段每個信道的可用信號帶寬則到了2GHz。相比而言，4G?LTE頻段最高頻率的載波在2GHz上下，而可用頻譜帶寬只有100MHz。 因此，如果使用毫米波頻段，頻譜帶寬輕輕松松就翻了10倍，傳輸速率也可得到巨大提升。從長遠來看，未來的超5G技術可能采用140GHz的載波頻段，實現吉赫茲的連續通信帶寬從而實現更寬帶更高速的無線互聯。

那么，毫米波的優勢在哪里呢？首先，相比于傳統6GHz以下頻段毫米波天線的物理尺寸可以比較小。這是因為天線的物理尺寸正比于波段的波長，而毫米波波段的波長遠小于傳統6GHz以下頻段，相應的天線尺寸也比較小。因此可以方便地在移動設備上配備毫米波的天線陣列，從而實現各種MIMO技術。

另一個特性是毫米波頻段在空氣中衰減較大，且繞射能力較弱。毫米波在空氣中衰減非常大這一特點也注定了毫米波技術不太適合使用在室外手機終端和基站距離很遠的場合。各大廠商對5G頻段使用的規劃是在戶外開闊地帶使用較傳統的6GHz以下頻段以保證信號覆蓋率，而在室內則使用微型基站加上毫米波技術實現超高速數據傳輸。因此，毫米波通信技術必須滿足微型基站的小型化和高能效需求。

放眼全球，很多國家的運營商和制造商都在進行毫米波頻段的5G系統研究以及驗證工作。AT&T不久前表示將持續推進毫米波的部署，Verizon早已展示了28GHz 5G無線原型系統，高通和英特爾都已發布了支持28GHz毫米波頻段的基帶芯片。

高頻器件是掣肘

總體來說，毫米波頻段通信面臨的挑戰主要受限于高頻器件，相關的高頻核心器件主要包括：功率放大器、低噪聲放大器、鎖相環電路、濾波器、高速高精度數模及模數轉換器、陣列天線等。

為滿足更高階調制方式及多用戶通信等需求，高頻功率放大器和低噪聲放大器需要進一步提升輸出功率、功率效率及線性度等性能；鎖相環系統需要進一步改善其相位噪聲及調諧范圍等性能；濾波器需要提升其帶寬、插入損耗等性能；數模及模數轉換器件要求滿足至少1GHz的信道帶寬的采樣需求，提高精度并降低功耗；新型的高頻陣列天線需要滿足高增益波束和大范圍空間掃描等方面需求；作為5G高頻段通信系統走向實用化的關鍵步驟，低成本、高可靠性的封裝及測試等技術也至關重要。

基礎技術是關鍵

在我國，工信部已于2017年7月批復24.75~27.5GHz和37~42.5GHz用于5G技術研發測試。記者了解到，目前在技術支持層面，包括多天線技術、寬帶的自動處理能力等，我國已經有了一定的技術儲備作為毫米波技術的基礎，可能先利用6GHz以下頻段技術。目前，很多中國運營商和廠商在積極推動毫米波技術在這一頻段的應用。華為與德國電信聯合宣布，雙方成功完成全球首次5G高階毫米波多小區網絡驗證。國內學術機構在毫米波集成電路領域取得了一批良好的研究成果。中國電科41所研制的毫米波與太赫茲測量系統項目獲得國家科技進步二等獎，東南大學采用混合多波束結構，在28GHz基于64通道的多波束陣，已經能夠支持50Gbps的傳輸速率，頻譜利用率超過了100%……為了增強我國5G毫米波技術能力，《通信集成電路系列前沿報告》認為，以下幾點值得產業關注。

強化毫米波及太赫茲等新型頻譜資源開發利用、基礎技術及關鍵器件的研發。我國在這一領域尚未系統地掌握這一領域的關鍵技術與關鍵器件，勢必影響到我國5G移動通信產業的長遠發展。目前我國已初步掌握了單通道毫米波與太赫茲系統與器件技術，未來應重點攻克天線及射頻通道數達到數百至數千時的系統與終端設計技術、一體化天線、混合構架波束成形集成電路設計技術、數模混合集成電路與射頻封裝技術、設計與加工工藝等關鍵技術，并針對毫米波與太赫茲頻段的有效利用，開展基礎理論和方法研究。

加強5G跨界融合。鼓勵和協調國內外產業界以及更多垂直行業盡早參與研發規劃，使5G的研發能與“互聯網+”“中國制造2025”有機銜接。強化無線通信技術與IoT、安檢安放、高速光通信、先進計算和大數據技術的深度交叉融合研究。無線通信技術發展已逐步趨于性能極限，未來發展趨勢體現出大規模射頻天線技術與高速光互聯、云計算、大數據、新型微電子與光電子器件密切結合與相互融合的特征，從而應對互聯網絡業務爆炸式增長與多樣性發展的應用需求。?