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近日,科技日報報道稱:我國科學(xué)家又一次“破圈”了高端芯片領(lǐng)域。北京大學(xué)王興軍教授、舒浩文研究員與香港城市大學(xué)王騁教授聯(lián)合團(tuán)隊,近日在國際頂級學(xué)術(shù)期刊《自然》(Nature)上發(fā)表最新研究成果:全球首款基于光電融合集成技術(shù)的自適應(yīng)、全頻段、高速無線通信芯片已成功研制。
這款芯片基于先進(jìn)的薄膜鈮酸鋰光子材料平臺,不僅打通了不同頻段之間的信號壁壘,還實(shí)現(xiàn)了超過120Gbps的無線傳輸速率,在全頻段保持一致性能。這一技術(shù)突破將為6G通信、太赫茲頻譜資源開發(fā)乃至未來萬物互聯(lián)奠定關(guān)鍵硬件基礎(chǔ)。
單頻段“困局”如何破解?薄膜鈮酸鋰找到鑰匙
傳統(tǒng)無線通信芯片只能在單一頻段內(nèi)運(yùn)行,不同頻段對材料、結(jié)構(gòu)乃至設(shè)計邏輯都有著截然不同的要求。以往解決方案往往需要“堆疊”多個芯片或模塊,不僅成本高、集成難,更阻礙了超寬帶通信和多頻協(xié)同的演進(jìn)。
此次中國科研團(tuán)隊另辟蹊徑,從材料底層出發(fā),選擇了具備高非線性、高光聲速和優(yōu)良光電效應(yīng)的薄膜鈮酸鋰光子材料,并基于該平臺,提出并實(shí)現(xiàn)了一種全新架構(gòu)的“超寬帶光電融合無線收發(fā)引擎”。
這一系統(tǒng)性突破,意味著芯片可以在厘米波、毫米波、太赫茲波等全頻段內(nèi)統(tǒng)一調(diào)度信號處理能力,一次性解決傳統(tǒng)無線通信“段溝”難題。
全球首創(chuàng)!6G高速通信邁入“芯”紀(jì)元
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,該芯片具備以下核心能力:
? 寬帶無線與光信號高效轉(zhuǎn)換
? 低噪聲載波本振信號協(xié)調(diào)能力
? 數(shù)字基帶調(diào)制集成功能
? 支持120Gbps以上無線數(shù)據(jù)傳輸速率
更關(guān)鍵的是,在測試中,無論在低頻、中頻,還是高頻段,芯片構(gòu)建的無線通信系統(tǒng)都保持了一致的端到端性能。過去高頻段普遍面臨信號衰減快、噪聲大、系統(tǒng)響應(yīng)差的問題,在這枚芯片面前已經(jīng)不再構(gòu)成瓶頸。
業(yè)內(nèi)專家指出,這種“全頻段一致性”是6G通信的重要硬指標(biāo)。而今,這一目標(biāo),在中國科學(xué)家的手中提前實(shí)現(xiàn)。
不是實(shí)驗(yàn)室炫技,而是通往未來網(wǎng)絡(luò)的通行證
6G的愿景,不只是網(wǎng)速的極限突破,而是整個物理世界信息傳輸?shù)纳墸簭能嚶穮f(xié)同、空地融合到AR/VR沉浸交互和量子級保密通信,背后都需要支持低延遲、高頻寬、全頻譜的新型通信芯片。
而這一次,我國科研團(tuán)隊的光電融合芯片,不僅證明了集成光子芯片的產(chǎn)業(yè)級潛力,也為整個6G技術(shù)體系提供了更清晰的材料路線與架構(gòu)方向。
目前,該項目已進(jìn)入系統(tǒng)化驗(yàn)證階段,未來有望推動國產(chǎn)高性能通信芯片在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、空天地一體化網(wǎng)絡(luò)、新型基站與智能終端等場景中加速落地。
結(jié)語|從“跟跑”到“并跑”,再到“領(lǐng)跑”
過去,中國芯片常被詬病“有制造沒材料、有產(chǎn)品沒架構(gòu)”。這一次,以薄膜鈮酸鋰為起點(diǎn),以光電融合為路徑,科研人員用一枚通信芯片,扳動了全球6G技術(shù)格局的指針。
不是升級,而是重構(gòu)。
從頻段“破壁”到系統(tǒng)協(xié)同,這項成果背后的意義,不僅是刷新“全球首款”的科技坐標(biāo),更是一次從材料到系統(tǒng)、從理論到應(yīng)用的國產(chǎn)芯片“全鏈路創(chuàng)新”。
我們期待看到這枚“6G芯”的下一步走進(jìn)工業(yè)線,也期待它在不久的將來,出現(xiàn)在我們每一部終端設(shè)備里。
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