我国科学家在6G无线通信领域取得重大突破 光电融合芯片引领未来
北京大学王兴军教授、舒浩文研究员和香港城市大学王骋教授联合团队于8月27日晚在《自然》杂志在线发表了一项重要科研成果。他们研发出首款基于光电融合集成技术的自适应全频段高速无线G通信技术实用化奠定了硬件基础。这款芯片仅指甲盖大小,却能调度从微波、Sub 6GHz到毫米波甚至太赫兹的全频段资源,数据传输速率超过120Gbps,彻底打破了传统电子器件“一个频段一套设备”的限制。
当前,我们正步入一个万物互联的时代,6G网络不仅需要支撑虚拟现实、智慧工厂等对带宽和时延极其敏感的应用,还要在偏远山区、深海空天等复杂环境中实现广域覆盖。不同频段各有优劣:高频段数据资源丰富、速率极高,但难以远距传输;低频段穿透性强、覆盖广,但容量有限。基于纯电子技术的传统无线设备受限于材料和结构,往往只能在一个频段工作,导致系统复杂、设备冗赘、难以动态调度频谱资源。真正实现“全频段自适应利用”始终是产业界与学术界面临的核心难题。
研究团队选择了光电融合的技术路线,利用先进的薄膜铌酸锂光子材料,提出“超宽带光电融合无线收发引擎”这一全新架构。该芯片最关键的突破在于实现了频率可广泛、快速、精准重构的片上集成光电振荡器。该系统借助高精度光学微环锁定频率,能在0.5GHz至115GHz近乎八个倍频程的超宽范围内,快速、精准、低噪声地生成任意频点的通信信号。这标志着在极高频率下,信号质量仍然稳定如初。这意味着,只需单一芯片即可替代以往多套不同频段无线设备的功能,真正实现“一芯多用”、动态调频,在尺寸、功耗与性能之间取得前所未有的平衡。我国科学家在6G无线通信领域取得重大突破 光电融合芯片引领未来