中国科学家突破6G通信瓶颈

抖音推荐 2025年08月29日 21:59 1 admin

全球首款光电融合芯片问世2025年8月27日，国际顶级学术期刊《自然》以封面文章形式发表了一项里程碑式成果：北京大学王兴军教授团队与香港城市大学王骋教授团队联合研制出全球首款基于光电融合集成技术的自适应全频段高速无线通信芯片。这款仅有11mm×1.7mm的"指甲盖"大小芯片，凭借"通用型光电融合无线收发引擎"创新架构，彻底打破传统通信设备的频段桎梏，为6G技术扫清了关键障碍。从"频段隔离"到"全频融通"的颠覆性突破传统无线通信长期受限于电子器件物理极限，不同频段需独立硬件支持。例如5G基站需分别部署Sub-6GHz和毫米波设备，导致体积庞大、能耗高企。新研发的光电融合芯片基于先进薄膜铌酸锂光子材料平台，创造性实现了微波、Sub-6GHz、毫米波乃至太赫兹全频段的自适应兼容，传输速率达到50~120Gbps，较5G提升2~3个数量级。在实验室环境下，该芯片成功演示了120Gbps超高速传输，相当于1秒内完成30部4K电影的下载，且全频段内性能保持一致，彻底克服了高频段信号劣化难题。重构6G硬件基座的三大技术突破研究团队提出的创新架构包含三项核心突破：其一，采用光学微环谐振器构建集成光电振荡器，将信号处理延迟压缩至皮秒级，噪声水平较传统方案降低40dB；其二，开发自适应可重构算法，实现频段切换时间小于1微秒，满足6G通感一体化对实时性的严苛要求；其三，通过光子-电子协同设计，使芯片能效比达到5G设备的1000倍，解决了高频通信的能耗瓶颈。这些突破使6G网络首次具备"全频谱自由调度"能力，为太赫兹频段等新频谱资源的开发铺平道路。从实验室到产业化的战略跨越该成果标志着我国在6G核心硬件领域实现从跟跑到领跑的历史性转变。作为国家"未来产业培育框架"重点方向，6G预计2030年左右商用，将支撑全息通信、空天地一体化网络、AI原生应用等全新场景。北京大学电子学院舒浩文研究员指出，这款芯片不仅可直接应用于6G基站与终端设备，其光电融合技术还将赋能自动驾驶、量子通信等跨领域创新。目前，研究团队已与华为、中兴等企业启动产业化合作，计划3年内完成原型系统开发，推动我国在下一代通信技术竞争中占据制高点。此次突破再次印证了中国在全球通信技术竞赛中的领先地位。正如《自然》审稿人评价："这项工作彻底改变了无线通信的硬件范式，其意义堪比从电子管到晶体管的技术革命。"随着光电融合芯片的深入研发，人类正加速迈向一个全频段互联、全域智能的6G时代。