傳統電子學硬件僅可在單個頻段工作,不同頻段的器件依賴不同的設計規則、結構方案和材料體系,難以實現跨頻段工作。由北京大學教授王興軍等人合作研發的這款集成芯片,具有寬帶無線與光信號轉換、低噪聲載波本振信號協調、數字基帶調制等能力,成功彌合了不同頻段設備的“段溝”。
基于該芯片,團隊進一步提出高性能光學微環諧振器的集成光電振蕩器(OEO)架構。相比傳統基于倍頻器的電子學方案,該片上OEO系統借助高精度光學微環“鎖定”頻率,首次實現了在0.5千兆赫至115千兆赫超寬頻段內,快速、精準、低噪聲地生成任意頻點的通信信號。新系統既可調度數據資源豐富、速率極高卻難遠距離傳輸高頻段,也可調度穿透性強、覆蓋廣卻容量有限的低頻段,攻克了以往系統無法兼顧帶寬、噪聲性能與可重構性的難題,是一次里程碑式突破。
實驗驗證表明,新系統傳輸速率超過120千兆比特/秒,滿足6G通信峰值速率要求,且端到端無線通信鏈路在全頻段內性能一致。這為6G通信在太赫茲乃至更高頻段頻譜資源的高效開發掃清了障礙。
王興軍表示,該芯片將為“AI(人工智能)原生網絡”奠定硬件基礎。它可通過內置算法動態調整通信參數,應對復雜電磁環境,也可使未來的基站和車載設備在傳輸數據時精準感知周圍環境,拉動寬頻帶天線、光電集成模塊等關鍵部件升級,帶來從材料、器件到整機、網絡的全鏈條變革。