用光做換擋器，6G新芯片有望縮小城鄉(xiāng)“數(shù)字鴻溝” | 前沿動(dòng)態(tài)

原文發(fā)表于 《科技導(dǎo)報(bào)》2025年第17期科技新聞-前沿動(dòng)態(tài)

用光做換擋器實(shí)現(xiàn)全頻無線高速穩(wěn)定

研究團(tuán)隊(duì)制備的超寬帶光電融合芯片（圖片來源：作者團(tuán)隊(duì)）

在走向6G的路上，一個(gè)現(xiàn)實(shí)難題一直懸著：未來網(wǎng)絡(luò)要同時(shí)用到微波—毫米波—亞太赫茲等跨度巨大的頻段，既要覆蓋偏遠(yuǎn)地區(qū)，又要在城市熱點(diǎn)提供超高速。但今天的做法往往是“一段頻譜一套硬件”——換段就得換前端，噪聲在高頻端還會(huì)層層放大，設(shè)備成本與復(fù)雜度水漲船高。更理想的方向，是同一塊芯片能跨整個(gè)頻譜自適應(yīng)工作，像在“多車道高速”上隨時(shí)換道，哪里通暢就走哪里。

2025年8月27日，北京大學(xué)電子學(xué)院王興軍團(tuán)隊(duì)與香港城市大學(xué)王騁團(tuán)隊(duì)在

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這為何能“全譜通吃”？關(guān)鍵在于用光子學(xué)替電路“扛帶寬”：TFLN器件靠Pockels效應(yīng)（線性電光）實(shí)現(xiàn)低損耗、高帶寬的電—光互轉(zhuǎn)；片上光電振蕩器提供可寬域調(diào)諧、低相位噪聲的本振/載波，避免了傳統(tǒng)倍頻鏈到高頻時(shí)噪聲級聯(lián)的老問題。相當(dāng)于用光做“換擋器”，把不同頻段的無線信號“順滑地”裝載、轉(zhuǎn)換與收發(fā)。

同一顆芯片既能在低頻段提供覆蓋與穿透，也能在毫米波/亞太赫茲段給出超高速，適合固定無線接入、車路協(xié)同、應(yīng)急通信等多場景，技術(shù)路線也被多家媒體解讀為有望縮小城鄉(xiāng)“數(shù)字鴻溝”。當(dāng)然，從實(shí)驗(yàn)臺(tái)到規(guī)模部署仍有工程檻：封裝與散熱、整機(jī)功耗、天線/射頻前端協(xié)同以及成本與可靠性等，都需要與產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同打磨。

ITU-R（國際電信聯(lián)盟的無線電通信部門）于2023年通過了Recommendation ITU-R M.2160（也稱IMT-2030 Framework），明確6G（IMT-2030）總體目標(biāo)、能力維度與使用場景。該工作把“同一硬件跨全頻段”從設(shè)想推到原型，對6G的低成本規(guī)模部署與彈性頻譜利用具有中高等級的基礎(chǔ)性推動(dòng)，但真正規(guī)模化落地仍需對齊國際行業(yè)組織的能力評估。

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