加州大學爾灣分校（UCI）的工程團隊近日宣布，其研發(fā)的新型硅芯片無線收發(fā)器實現(xiàn)了突破性進展——無線傳輸速率達到120 Gbps，相當于每秒傳輸15 GB數(shù)據(jù)，首次在速度上與數(shù)據(jù)中心常用的100 Gbps光纖電纜持平。這一成果不僅遠超現(xiàn)有商用無線技術(shù)，更通過創(chuàng)新設(shè)計解決了高速通信領(lǐng)域的功耗難題。

當前最先進的Wi-Fi 7理論傳輸速率為30 Gbps，而5G毫米波技術(shù)僅為5 Gbps。UCI團隊的新技術(shù)將無線傳輸速度提升至5G的24倍，刷新了無線通信的速率紀錄。研究指出，傳統(tǒng)通信架構(gòu)在沖擊100 Gbps速度時，會因高耗能的數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）導(dǎo)致芯片過熱甚至損壞，形成難以突破的“性能墻”。

為突破這一瓶頸，研究團隊摒棄了依賴晶體管微縮的傳統(tǒng)路徑，轉(zhuǎn)而重構(gòu)電路拓撲結(jié)構(gòu)。在發(fā)射端，他們開發(fā)了“比特到天線”（Bits-to-Antenna）架構(gòu)，完全移除DAC，通過三個同步子發(fā)射器直接在射頻域生成信號。論文第一作者Zisong Wang比喻稱，這一設(shè)計如同“出發(fā)前就打包好行李”，而非“邊跑向機場邊整理”，從而消除了DAC帶來的功耗和復(fù)雜度問題。

接收端則采用“天線到比特”（Antenna-to-Bits）技術(shù)，通過“分層模擬解調(diào)”策略解決高頻信號處理中的采樣難題。與傳統(tǒng)接收器強行數(shù)字化高速信號不同，新芯片在模擬域逐步剝離數(shù)據(jù)，僅需230毫瓦功率即可處理120 Gbps信號，功耗僅為同類設(shè)計的幾分之一，使其具備應(yīng)用于智能手機等便攜設(shè)備的潛力。

該成果已拆分為兩篇學術(shù)論文，分別闡述發(fā)射器與接收器技術(shù)，并發(fā)表于《IEEE固態(tài)電路期刊》。研究團隊表示，這一突破為未來6G通信、數(shù)據(jù)中心互聯(lián)及高帶寬應(yīng)用提供了全新解決方案。