用光做换挡器，6G新芯片有望缩小城乡“数字鸿沟” | 前沿动态

排行榜 2025年11月02日 11:08 0 aa

原文发表于《科技导报》2025年第17期科技新闻-前沿动态

用光做换挡器实现全频无线高速稳定

研究团队制备的超宽带光电融合芯片（图片来源：作者团队）

在走向6G的路上，一个现实难题一直悬着：未来网络要同时用到微波—毫米波—亚太赫兹等跨度巨大的频段，既要覆盖偏远地区，又要在城市热点提供超高速。但今天的做法往往是“一段频谱一套硬件”——换段就得换前端，噪声在高频端还会层层放大，设备成本与复杂度水涨船高。更理想的方向，是同一块芯片能跨整个频谱自适应工作，像在“多车道高速”上随时换道，哪里通畅就走哪里。

2025年8月27日，北京大学电子学院王兴军团队与香港城市大学王骋团队在Nature给出一次系统性验证：他们基于薄膜铌酸锂（TFLN）做出一枚光电融合芯片，把信号源、调制/解调、无线-光子转换等关键环节集成在同片上，形成一套“全频引擎”。这套引擎的射频信号源可在0.5~115 GHz连续调谐；在9个相邻频段完成端到端无线通信演示，峰值单通道100 Gbps（在35 GHz与95 GHz处），而30 GHz以上各频段普遍达到≥50 Gbps的速率一致性，并演示了实时自适应频谱分配以避让干扰、保持链路稳定。

这为何能“全谱通吃”？关键在于用光子学替电路“扛带宽”：TFLN器件靠Pockels效应（线性电光）实现低损耗、高带宽的电—光互转；片上光电振荡器提供可宽域调谐、低相位噪声的本振/载波，避免了传统倍频链到高频时噪声级联的老问题。相当于用光做“换挡器”，把不同频段的无线信号“顺滑地”装载、转换与收发。

同一颗芯片既能在低频段提供覆盖与穿透，也能在毫米波/亚太赫兹段给出超高速，适合固定无线接入、车路协同、应急通信等多场景，技术路线也被多家媒体解读为有望缩小城乡“数字鸿沟”。当然，从实验台到规模部署仍有工程槛：封装与散热、整机功耗、天线/射频前端协同以及成本与可靠性等，都需要与产业链协同打磨。

ITU-R（国际电信联盟的无线电通信部门）于2023年通过了Recommendation ITU-R M.2160（也称IMT-2030 Framework），明确6G（IMT-2030）总体目标、能力维度与使用场景。该工作把“同一硬件跨全频段”从设想推到原型，对6G的低成本规模部署与弹性频谱利用具有中高等级的基础性推动，但真正规模化落地仍需对齐国际行业组织的能力评估。

（综合Nature、北京大学官网、《中国日报》）

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