近日,中國在6G無線通信技術領域取得了重大突破,成功研發出全球首款“全頻”6G芯片。這一成果由北京大學和香港城市大學的科研團隊共同宣布,標志著6G技術離實際應用又邁進了關鍵一步。
據悉,這款新型6G芯片能夠提供每秒超過100千兆比特(Gbps)的移動互聯網速度,遠超當前5G技術的性能。6G技術作為5G的繼承者,不僅速度更快,還將實現超低延遲和AI集成,能夠實時管理和優化網絡,為未來的通信方式帶來巨大變革。
這款芯片的尺寸僅為11毫米 x 1.7毫米,與拇指指甲大小相近,但其工作頻率范圍卻異常廣泛,從0.5 GHz到115 GHz,覆蓋了從標準微波到太赫茲波等多個頻段。傳統上,這樣的頻譜范圍需要九個獨立的無線電系統才能覆蓋,而這款芯片卻能夠在一個微型封裝內實現。
科研團隊在《自然》雜志上發表的論文中指出,這款芯片代表了向未來全頻譜、全場景無線網絡邁出的重要一步。相比之前的光子輔助無線系統,這款芯片實現了可重構的全鏈路無線通信,并具有更高的帶寬、數據速率和系統功能。
芯片的核心創新在于將無線系統的所有重要部件封裝到一個由薄膜鈮酸鋰(TFLN)材料制成的微型芯片中。傳統無線系統需要多個獨立組件來完成各項任務,而這款芯片卻將所有這些功能集成在一個小巧的封裝內。
該芯片還采用了一種創新的信號生成和傳輸方法。寬帶電光調制器將無線信號轉換為光信號,然后通過光電振蕩器產生所需的射頻信號。這種方法利用光和電產生穩定、清晰的信號,覆蓋從微波到太赫茲波的廣泛頻段。在測試中,該系統在180微秒內實現了6 GHz頻率調諧,速度遠超現有技術。
雖然這款全頻芯片的開發是一項重大突破,但6G技術仍處于早期發展階段。許多專家預計,商用6G網絡將在2030年左右開始推出。在此之前,還需要大量工作來構建必要的基礎設施并開發兼容的設備。
然而,一旦超高速連接成為現實,它將催生新一波服務和創新,徹底改變我們使用互聯網的方式。6G技術有望為智慧城市提供動力,甚至根據一些科學家的說法,改變我們生活的方方面面。
6G技術的核心在于其能夠自適應地使用全頻譜資源,以支持各種應用場景中的無處不在的連接。為了實現這一目標,未來的無線網絡需要在廣泛的頻率范圍內運行,從微波、毫米波到太赫茲頻段。這要求硬件解決方案能夠在寬頻譜內自適應地重新配置,以支持全頻段覆蓋和動態頻譜管理。
傳統電氣或光子輔助解決方案在滿足這一需求方面面臨諸多挑戰,如設備帶寬有限和系統架構剛性。而這款新芯片通過集成光子技術,實現了前所未有的超過100 GHz頻率范圍內的自適應無線通信。其寬帶可重構性使得系統能夠在復雜電磁環境中保持高效和可靠。
展望未來,隨著6G技術的不斷發展和成熟,我們有理由相信,它將為我們帶來一個更加智能、高效和便捷的通信時代。這一領域的每一次突破,都將為人類社會的進步和發展注入新的動力。