科技日報記者?張夢然
據(jù)日本國家信息通信技術(shù)研究所和東京工業(yè)大學(xué)研究人員報道，一種具有56GHz信號鏈帶寬的新型D波段硅互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）收發(fā)器芯片組，實現(xiàn)了無線最高傳輸速度640Gbps。該成果于正在美國檀香山舉行的2024年IEEE VLSI技術(shù)與電路研討會上發(fā)布。
D波段發(fā)射器/接收器芯片組：（頂部）發(fā)射器、（底部）接收器、（左）CMOS 發(fā)射器/接收器IC、（中）倒裝芯片安裝IC芯片和（右）整個電路板等應(yīng)用。
圖片來源：2024年IEEE VLSI技術(shù)與電路研討會
為了以更快速度處理不斷增加的數(shù)據(jù)流量，無線系統(tǒng)需要在更高的毫米波頻段運(yùn)行。當(dāng)前的高頻段5G系統(tǒng)可提供高達(dá)10Gbps的速度，在24—47GHz頻段之間運(yùn)行。人們已在探索更高的頻段，研究中能保持信號強(qiáng)度且經(jīng)濟(jì)高效的發(fā)射器和接收器至關(guān)重要。
此次開發(fā)的D波段114—170GHz CMOS收發(fā)器芯片組，其信號鏈帶寬為56GHz，發(fā)射機(jī)集成電路芯片尺寸為1.87mm×3.30mm，接收機(jī)集成電路芯片尺寸為1.65mm×2.60mm。
在能力評估中，該設(shè)備實現(xiàn)了16QAM和32QAM等多級調(diào)制方案的高線性度，解決了以往集成電路收發(fā)器的主要障礙。而在具有4個發(fā)射器和4個接收器模塊的多輸入多輸出配置中，該芯片組的表現(xiàn)尤其令人印象深刻：其每個天線都可處理自己的數(shù)據(jù)流，從而實現(xiàn)快速通信，當(dāng)使用16QAM調(diào)制，每個通道的速度達(dá)到160Gbps?？傮w而言，總速度達(dá)到640Gbps。
這些傳輸速度代表著一次重大飛躍，比目前的5G系統(tǒng)快10—100倍。研究人員表示，這是迄今最高的無線傳輸速率，采用低成本的CMOS技術(shù)實現(xiàn)，批量生產(chǎn)具有成本效益。該芯片組有望成為下一代無線系統(tǒng)，支持自動駕駛汽車、遠(yuǎn)程醫(yī)療和先進(jìn)的虛擬現(xiàn)實體驗等應(yīng)用。
總編輯圈點：
這種新的半導(dǎo)體收發(fā)器芯片組，將無線信息傳輸速度提升到了640Gbps。也就是說，每秒鐘能夠傳輸640G比特，1秒下載幾十部高清電影不在話下，比5G系統(tǒng)還快得多。更高的傳輸速度，意味著無線系統(tǒng)的更高靈敏度、更大的信息承載能力和更低的延時。這對需要遠(yuǎn)程操控和需要短時間處理海量信息的系統(tǒng)都具有重要意義，比如全息游戲、遠(yuǎn)程醫(yī)療、自動駕駛等。在這個信息時代，我們一直在追求更快的速度、更低的成本、更可靠的設(shè)備，以便讓信息獲取和社交通訊更加自由。
