美國當地時間7月16日，加州大學歐文分校（University of California, Irvine，簡稱UCI）納米通信集成電路實驗室的研究人員宣布，他們研發了一種微型無線電芯片，可以在100GHz頻率的范圍內發送和收發數據。此外，該芯 ...

美國當地時間7月16日，加州大學歐文分校（University of California, Irvine，簡稱UCI）納米通信集成電路實驗室的研究人員宣布，他們研發了一種微型無線電芯片，可以在100GHz頻率的范圍內發送和收發數據。

此外，該芯片的工作頻率為115GHz到135GHz之間，并且在30厘米的距離上能實現每秒36千兆比特的數據速率。

目前，該研究成果已于美國時間2019年7月9日發表在《IEEE固態電路雜志（IEEE Journal of Solid-State Circuits）》中，論文名為《一種基于直接解調方法的多相位射頻115-135GHz 8PSK接收器（A 115-135-GHz 8PSK Receiver Using Multi-Phase RF-Correlation-Based Direct-Demodulation Method）》。

一、芯片每秒數據速率為36千兆比特

加州大學研究人員研發的芯片，擁有能夠減少能源使用并實現高速數據處理的能力，有望成為未來6G通信標準的基礎。

實際上，UCI研究人員研發的芯片還處于原型形式，是一個4.4平方毫米的收發器。該收發器主要在115GHz到135GHz頻率之間工作，并能夠在30厘米的距離上實現每秒36千兆比特的數據速率。

相比之下，目前最新的毫米波5G芯片使用的是更小的24GHz至39GHz頻段。雖然這一距離更遠，但它的峰值數據速率在6gbps以下。

此外，收發器還使用了一種新的數據處理方法，其中包括必要的收發和解調硬件。

它采用55-nm SiGe BiCMOS工藝制造，占用2.5 x3.5mm2的芯片面積，包括PAD（電路板）和測試電路（2.5mm2有效面積），并且消耗的總直流功率為200.25mW。

二、6G通信技術研究早已開啟

今年3月，美國聯邦通信委員會（Federal Communications Commission，簡稱FCC）開放了95GHz至3THz頻段進行實驗，該許可證生效長達10年，為美國公司測試和銷售5G無線設備創造了合法途徑，同時也在一定程度上推動了6G和7G網絡技術的研發。

由于這些超高頻無線電信號具有獨特的特性，且缺乏對相同光譜的競爭性應用，因此研究人員們預計，超高頻無線電信號能夠快速傳輸龐大的數據量，這些數據量足以將擁有人腦水平的計算能力從服務器實時傳輸到便攜設備。

目前，5G通信主要有FR1和FR2兩個頻率范圍。其中FR1就是我們通常所說的5G Sub-6GHz頻段，該頻段低于6GHz，是當前5G的主流應用范圍，而FR2是高頻率范圍，主要為5G毫米波頻段。

▲FCC主席Ajit Pai

雖然，5G移動網絡和設備在全球范圍內仍處于起步階段，現在討論6G似乎還為時過早。但科研人員們對下一代6G的研究已在進行中，美國、芬蘭和韓國的主要無線研究人員大約在一年前，就開始關注“亞毫米波”頻譜的潛力。

總的來說，95GHz至3THz的頻譜延伸到300GHz至3THz的范圍，被定義為“高頻率”。在FCC的開放的低端頻譜中，95GHz至300GHz的信號在技術上仍然是毫米波，因為它們處于或高于波長1毫米。“亞毫米波”則是300GHz至3THz的信號波長，這段波為1毫米或者不到1毫米。

去年10月，是德科技（Keysight Technologies）公司向紐約大學無線公司捐贈了一些用于研究電信技術的硬件設備。其中包括一臺可測量高達110千兆赫頻率的設備、毫米波和寬帶信號分析和生成工具，以及用于高級時域分析和RF/毫米波功率測量功能的尖端硬件。

是德科技的這筆捐贈為紐約大學無線公司創建下一代6G蜂窩技術，并進一步開發5G研究提供了巨大幫助。

三、半導體企業提供的幫助

針對UCI最新研發的微型無線電芯片，UCI電子工程和計算機科學教授Payam Heydari表示，他們為研發的最新芯片取名為“超5G（beyond 5G）”，因為該芯片可以達到的速度和數據速率比無線標準的能力高出兩個數量級。

他還認為，當該芯片傳輸數據的頻率越高，就意味著人們能夠從運營商那獲得更大的帶寬。

該研究論文的第一作者Hossein Mohammadnezhad表示，他們最新研發的收發器是目前第一個在115GHz到135GHz頻段提供端到端功能的設備。

此外，以色列芯片制造商TowerJazz和意法半導體公司還對加州大學歐文分校的這個6G項目提供了協助，并認為該技術將會應用在非便攜式電子產品設備中。

同時，他們還希望這項技術能結合適合的波束形成天線，消除目前通信傳輸技術對光纖電纜的需求，從而降低硬件、冷卻和電力的成本，而類似的技術也將幫助下一代自動駕駛汽車的更新和研發，并促進更強大的寬帶服務的落地。

結語：未來又將是一場深刻而劇烈的變革

雖然現在討論6G的發展似乎還為時過早，但這終歸也是未來通信技術發展的一大趨勢，包括加州大學納米通信集成電路實驗室在內的科研機構和其他高科技企業，也早已在這一領域開展競爭。

4G通信技術已經對人們的生活帶來了翻天覆地的變化，5G落地將要給人們生活和行業技術帶來的影響還在熱烈討論中，更別說目前還在技術研發階段的6G。

雖然，我們還無法預測6G技術的未來，但可以肯定的是，這一技術也許將會給人們的生活帶來一場深刻而劇烈的變革。