美國加州大學(xué)爾灣分校的科研團(tuán)隊在無線通信領(lǐng)域取得重大突破，成功研發(fā)出基于140GHz頻段的超高速無線收發(fā)器系統(tǒng)。該技術(shù)通過創(chuàng)新設(shè)計實現(xiàn)了每秒120Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，相當(dāng)于15秒內(nèi)即可完成一部高清電影的傳輸，其速度達(dá)到Wi-Fi 7標(biāo)準(zhǔn)的四倍，更是5G網(wǎng)絡(luò)的十二倍以上，已接近商用光纖網(wǎng)絡(luò)的傳輸水平。

研究團(tuán)隊在《IEEE固態(tài)電路期刊》同步發(fā)表兩篇技術(shù)論文，系統(tǒng)闡述了收發(fā)器的設(shè)計原理。其中發(fā)射器采用45納米CMOS SOI工藝，通過三個同步子發(fā)射器直接處理數(shù)字信號的創(chuàng)新架構(gòu)，成功突破傳統(tǒng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）帶來的功耗瓶頸。這種直接數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換技術(shù)使設(shè)備在120Gbps傳輸速率下，有效各向同性輻射功率仍能達(dá)到16dBm，同時將局部振蕩器泄漏抑制在極低水平。

接收器部分則采用22納米FDSOI工藝，在100-140GHz頻段實現(xiàn)端到端信號處理。其核心的順序異步解調(diào)技術(shù)使設(shè)備在保持120Gbps傳輸速率的同時，基帶功耗顯著降低。實測數(shù)據(jù)顯示，該接收器在15厘米距離內(nèi)可穩(wěn)定解調(diào)QPSK、16QAM和64QAM三種調(diào)制信號，誤差矢量幅度分別達(dá)到-12dB、-17.5dB和-17.2dB的優(yōu)異水平。芯片集成度方面，接收器原型僅占用2.5×3平方毫米的面積，功耗控制在230毫瓦。

技術(shù)團(tuán)隊負(fù)責(zé)人指出，當(dāng)前6G標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)正將100GHz以上頻段視為關(guān)鍵發(fā)展方向，但傳統(tǒng)架構(gòu)面臨嚴(yán)重的DAC瓶頸問題。新方案通過移除數(shù)模轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，采用多子發(fā)射器協(xié)同工作的方式，不僅降低了系統(tǒng)復(fù)雜度，更使能效比提升達(dá)40%。特別值得關(guān)注的是，該技術(shù)采用的22納米CMOS工藝相較于行業(yè)領(lǐng)先的2納米制程，具有更低的制造成本和更高的量產(chǎn)可行性。

這項突破為消費(fèi)電子領(lǐng)域帶來新的發(fā)展契機(jī)。由于采用成熟的硅基工藝，相關(guān)芯片可快速實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，有望推動超高速無線通信技術(shù)在智能手機(jī)、AR/VR設(shè)備等終端的普及應(yīng)用。在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，該技術(shù)可作為傳統(tǒng)光纖布線的有效補(bǔ)充，特別適用于機(jī)柜間短距離高速互聯(lián)場景，預(yù)計可降低30%以上的布線成本。不過研究人員也承認(rèn)，當(dāng)前技術(shù)方案在傳輸距離方面存在局限，其有效覆蓋范圍較5G毫米波更短，需要后續(xù)研發(fā)中繼增強(qiáng)技術(shù)來拓展應(yīng)用場景。