這款晶片或將帶我們了解6G的未來

2020-08-30 半導體行業觀察

來源：編譯自網站「SingularityHub」，謝謝

儘管5G（下一代無線網絡的速度升級）幾乎沒有啟動和運行（並且在許多地方仍然不存在），但研究人員已經在研究下一步的發展。它沒有官方名稱，但是為了簡單起見，他們將其稱為6G（嘿，這是傳統）。6G有望比5G 快 100倍，其速度足以在一秒鐘內下載142個小時的Netflix，但研究人員仍在努力弄清楚如何實現這種超快速的連接。

大阪大學和新加坡南洋理工大學的一個團隊在《自然光子學》（Nature Photonics）的一篇論文中描述了一種新晶片，它可能使我們了解6G的未來。該團隊能夠以每秒11吉比特的速率傳輸數據，超過5G的理論最大速度（每秒10吉比特），速度足以實時傳輸4K高清視頻。他們相信這項技術還有發展空間，隨著更多的發展，可能會達到6G的驚人速度。

NTU 博士研究生Abhishek Kumar，副教授Ranjan Singh和博士後Yang Yihao博士。Singh博士持有由矽製成的光子拓撲絕緣體晶片，該晶片可以超高速傳輸太赫茲波。圖片來源：新加坡南大

但是首先，我們將詳細介紹5G及其前身，以便我們將其與6G區別開來。

電磁波的特徵在于波長和頻率。波長是波的周期所覆蓋的距離（例如，從峰到谷或從谷到谷），頻率是在一秒內通過給定點的波數。手機使用微型無線電接收電磁信號，並將這些信號轉換為手機上的視線和聲音。

4G無線網絡在低頻帶和中頻帶頻譜上的毫米波上運行，毫米波的頻率定義為比一千兆赫茲（或每秒十億個周期）少一點（低頻帶）而多一點（中頻帶）。5G通過增加高達300 GHz或每秒3000億個周期的更高頻率的毫米波，將其提高了幾個檔次。在那些較高的頻率下傳輸的數據往往像視頻一樣是信息密集的，因為它們的速度要快得多。

6G晶片將5G提升了幾個等級。它可以以5G頻率的三倍以上傳輸電波：1太赫茲或每秒1萬億個周期。該團隊表示，這產生了每秒11吉比特的數據速率。儘管這比最快的5G快得多，但這僅僅是6G的開始。一位無線通信專家甚至估計6G網絡可以每秒處理8,000吉比特的速率。與5G相比，它們還將具有更低的延遲和更高的帶寬。

太赫茲波落在電磁波譜的紅外波和微波之間。生成和傳輸它們是困難且昂貴的，需要特殊的雷射器，並且即使那樣，頻率範圍也受到限制。該團隊使用一種新型材料來傳輸太赫茲波，稱為光子拓撲絕緣體（PTI）。PTI可以在其表面和邊緣傳導光波，而不是讓它們穿過材料，並且可以在不影響其流動的情況下使光在拐角處重定向。

該晶片完全由矽製成，並具有成排的三角形孔。該團隊的研究表明，該晶片能夠無誤差地傳輸太赫茲波。

負責該項目的南洋理工大學副教授Ranjan Singh 說：「 Terahertz技術[…]可以促進晶片內和晶片間通信，以支持人工智慧和基於雲的技術，例如互連自動駕駛汽車，這就需要將數據快速傳輸到附近的其他汽車和基礎設施，以更好地導航並避免發生事故。」

6G除了可用於AI和自動駕駛汽車（當然，還可以在幾秒鐘內下載數百小時的視頻），對於數據中心，IoT設備和遠程通信以及其他應用程式也將產生巨大的影響。

鑑於5G網絡仍在建立過程中，因此6G不會很快出現。日本公司NTTDoCoMo 最近發布的有關6G的白皮書估計，到2030年我們將看到它，並指出，迄今為止，無線連接技術世代相距大約10年。我們在2000年代初獲得了3G，2010年獲得了4G，2020年獲得了5G。

同時，隨著6G的不斷發展，我們仍然期待5G的廣泛採用。

*免責聲明：本文由作者原創。文章內容系作者個人觀點，半導體行業觀察轉載僅為了傳達一種不同的觀點，不代表半導體行業觀察對該觀點讚同或支持，如果有任何異議，歡迎聯繫半導體行業觀察。

今天是《半導體行業觀察》為您分享的第2409期內容，歡迎關注。

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