光電融合芯片突破6G通信瓶頸，北大團隊實現(xiàn)110GHz全頻段覆蓋

在6G通信研發(fā)競爭中，中國科研團隊再次實現(xiàn)關鍵突破。北京大學王興軍教授與舒浩文研究員聯(lián)合香港城市大學王騁教授團隊，近日在國際權威期刊《自然》上發(fā)表了一項具有里程碑意義的光電融合集成芯片研究成果，為下一代無線通信技術奠定了全新的硬件基礎。

該項研究的核心成果為一款超寬帶光電融合無線通信芯片，其創(chuàng)新性地采用“通用型光電融合無線收發(fā)引擎”架構，并基于薄膜鈮酸鋰光子平臺，成功在僅11 mm × 1.7 mm的功能面積內(nèi)實現(xiàn)了全頻段自適應信號處理能力，覆蓋范圍超過110 GHz。

與當前普遍使用的純電子倍頻方案相比，該芯片最大突破在于集成了高精度微環(huán)諧振結構與集成光電振蕩器（OEO），可在0.5 GHz至115 GHz范圍內(nèi)實現(xiàn)低噪聲、可快速重構的載波和本振信號生成。該設計從物理機制上避免了傳統(tǒng)多級倍頻鏈路中噪聲累積導致高頻性能惡化的問題，解決了寬帶通信系統(tǒng)中帶寬、噪聲與靈活性難以兼顧的根本性難題。

實驗數(shù)據(jù)表明，基于該芯片的通信系統(tǒng)可實現(xiàn)超過120 Gbps的無線傳輸速率，完全符合6G網(wǎng)絡對極速傳輸?shù)男枨?。更重要的是，該系統(tǒng)在全部頻段內(nèi)均表現(xiàn)出高度一致的性能穩(wěn)定性，即便在高頻段也未出現(xiàn)傳輸質(zhì)量下降，展現(xiàn)出卓越的頻率適應性與系統(tǒng)魯棒性。

這項成果不僅標志著我國在太赫茲通信與光電集成芯片領域取得重大進展，也為全球6G技術從理論走向實用提供了關鍵的器件支撐。具備如此寬頻帶、低噪聲與高度集成化特征的芯片，有望在未來無線基站、空天地一體化網(wǎng)絡及高頻感知系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。