通过结合光子和电子元件，科学家们已经构建了一种原型通信芯片，该芯片可以有效地访问足够高的射频带宽，用于包括高级雷达以及6G和7G在内的用途。
首创同时使用电子和光基组件的芯片架构可以为6G技术铺平道路。
该研究于11月20日发布在《自然通讯》杂志上，为先进的雷达、卫星系统、先进的无线网络甚至未来几代6G和7G移动技术所需的通信芯片提供了蓝图。
通过将基于光或光子的组件集成到传统的基于电子的电路板中，研究人员显着提高了射频宽，同时展示了高频下信号精度的提高。
他们构建了一个网络半导体芯片的工作原型，尺寸为0.2×0.2英寸，方法是采购硅晶圆并连接电子和光子学组件 - 以“小芯片”的形式 - 就像乐高积木一样。
至关重要的是，他们还改进了芯片过滤信息的方式。
无线收发器发送数据，传统芯片内置的微波滤波器会阻挡错误频率范围内的信号。微波光子滤光片对基于光的信号执行相同的功能。但是，将光子和电子元件以及有效的微波光子滤波器组合在一个芯片上是极具挑战性的。
但是，根据这项研究，通过精确地微调到更高频段的特定频率，这些频段往往很拥挤，更多的信息可以更准确地流过芯片。这对于未来的无线技术非常重要，因为未来的无线技术将依赖于更高的频率。它们具有较短的波长，因此可以携带更多的能量，这相当于更高的数据带宽。
“微波光子滤波器在现代通信和雷达应用中发挥着至关重要的作用，它提供了精确滤波不同频率的灵活性，减少了电磁干扰并提高了信号质量，”研究团队负责人、悉尼大学副校长Ben Eggleton说。
Verizon表示，利用5G网络的设备，如智能手机，在不同的射频范围内传输和接收数据 - 从美国的低频段到高频段。
由于较短波长具有更大的能量容量，更高的频率允许更快的速度，但干扰和障碍的可能性更高。这是因为较短的波长难以穿透较大的表面和物体，也减小了信号范围。
与此同时，根据OpenSignal的数据，美国的5G数据速度平均为每秒138兆比特，运营商在2至4 GHz的频段上运行网络。
然而，根据利物浦大学的说法，对于工业应用来说，最高的 6G 频段需要高于 100 Ghz，甚至可能达到 1000 GHz，并且速度可以达到每秒 1000 吉比特的理论最大值。
这意味着需要构建具有明显更高射频带宽的通信芯片，以及先进的滤波技术来消除这些更高频率下的干扰。这就是芯片架构进步的用武之地——光子学在网络半导体芯片中发挥着关键作用，这些芯片将用于为6G设备供电。
