成果推介 | “电力载波+无线射频”双模通信SoC芯片

张润曦，华东师范大学信息与电子工程学院（集成电路科学与工程学院）教授、博士生导师，长期从事模拟、射频、毫米波、太赫兹集成电路设计，致力于突破卡脖子技术难题。带领团队连续三年在ISSCC（全球学术界和工业界公认的集成电路设计最高级别会议）发表学术成果，其中ISSCC2026论文入选亮点论文（中国内地16篇）。共荣获“华为杯中国研究生创芯大赛”全国特等奖2项，全国一等奖7项。2021年和2025年两度荣获上海产学研合作优秀项目奖。

团队核心成员包括：石春琦（信息与电子工程学院，教授）、黄磊磊（信息与电子工程学院，副教授）、韦雨宏（信息与电子工程学院，副教授）、吴晓媛（信息与电子工程学院，博后）、张子桐（信息与电子工程学院，博士）、卢禹日（信息与电子工程学院，博士）、赵康杰（信息与电子工程学院，博士），张愉沁（信息与电子工程学院，博士）。

电力线载波通信（PLC）依托现有电力线路传输数据，成本低、覆盖广，在智能电网、智能家居等领域应用广泛。随着高速数据需求快速增长，宽带电力线载波通信（HPLC）成为重要支撑。但电力线并非专为数据传输设计，存在信号传输衰减大、电磁干扰强等问题，加之频谱资源有限、各地频段规定不一，通信速率与质量受限。同时，智能电网、智慧城市建设对数据处理与覆盖要求持续提升，单一通信模式已难以满足高效全域覆盖需求。

为此，该成果创新性地将无线通信技术（HRF）与电力线载波通信深度融合，形成国内领先的 SoC 设计方案。利用无线通信弥补 PLC 信号易受干扰、衰减明显等缺陷，增强信号穿透性与覆盖范围，提升系统稳定性与可靠性，满足多场景高效通信需求。

在SoC架构上，提出适用于电力线载波通信的异构双模低功耗“主从”芯片架构，HPLC芯片内嵌MCU作为主控芯片，控制HRF动态调整工作模式，有效提升能源利用率。采用MCP封装，平衡信号完整性和管脚布局，解决了射频与数字干扰问题，确保SoC满足应用需求。

HRF芯片中，提出高精度有源/无源器件建模方法，经测试，建模误差小于3%。提出的大规模IC快速仿真策略，较典型方法节省60%时间。提出双模可切换低复杂度收发机架构，提出耦合跨导增强技术和噪声抵消技术改善接收机性能，提出级间串并联电感匹配和中和电容技术提升功率增益和线性度。提出锁相环的低噪声设计技术，双共调谐使得压控振荡器输出波动小、带宽大，输出反馈型增量总和调制器完成噪声整形有效降低带内噪声。HPLC芯片中，提出多载波通信系统子载波估计技术创新，通过训练序列简化计算复杂度。提出分组估计、灵活选取训练序列，有效降低了子载波估计的运算量并提高子载波估计的精确度。

完成的电力线载波双模SoC芯片，杂散辐射性能（<-54dBm @470MHz）、接收灵敏度性能（最高支持-119dBm）、邻道干扰性能（±1信道最高抑制>25dB，±2信道最高抑制>35dB）多径信道性能等诸多指标性能优异，达到国际先进水平。

电力线载波双模SoC芯片

该双模SoC芯片成果由华东师范大学与上海东软载波微电子协同攻关、联合研制，是国内首个通过国家电网检测认证的 HPLC‑HRF 双模通信芯片。成果聚焦智能电网、智慧城市高速数据传输需求，突破传统单一通信模式瓶颈，大幅提升数据传输效率与可靠性，满足多场景高效全域覆盖通信需求。

成果采用“企业出题、校企共答”的产学研协同机制，针对关键技术难点联合攻关，实现核心技术自主可控。校企深度融合的产学研模式有效推动了我校集成电路学科建设和人才培养，射频芯片设计水平跻身国际一流。

团队围绕核心技术已申请多项中国发明专利，包括：1一种使用协同调谐缓冲器的宽范围低功率波动压控振荡器；2一种低功耗高精度动态比较器校准电路；3一种时域量化的高速流水线ADC电路。截止到2025年一季度，芯片累计销量达741.1万颗，实现销售额9782.76万元。在全国12省份电网规模化应用，市场占有率居行业前三，并获得高新技术成果转化认定。该芯片入围“维科杯OFweek 2023物联网行业创新技术产品奖-芯片技术突破奖”。

电力线载波双模芯片正处于高速成长期，商业化前景明朗，是智能电网与能源物联网的核心通信底座，同时向智能家居、光伏、充电桩等场景快速渗透。2026年电力载波模块市场约185亿元，2028年将突破230亿元，年复合增长率12%-15%。双模模块份额将从2023年不足10%，提升至2028年35%以上。

未来多模融合、边缘智能与安全加密将成趋势，头部厂商集中化明显，整体具备高确定性与长期增长潜力。

东软载波智能建筑综合管理平台，搭载了SSC6763电力线载波双模芯片，该平台实现对建筑各子系统进行统一管理和集中监测，实现子系统之间的物联互通、数据共享、集约协同，构建舒适、便捷、低碳、易维护的信息数智化公共建筑。该平台荣获“维科杯OFweek 2023物联网行业优秀开发平台”。

东软载波智能建筑综合管理平台

• 张润曦教授课题组