美國加州大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)近日在無線通信領(lǐng)域取得重大突破，成功開發(fā)出一款支持140GHz超高頻段的Wi-Fi芯片。該芯片通過融合數(shù)字與模擬信號處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了每秒120Gbps的傳輸速率，相當(dāng)于每秒可傳輸15GB數(shù)據(jù)，這一性能遠(yuǎn)超當(dāng)前主流無線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

傳統(tǒng)無線通信技術(shù)正面臨性能瓶頸。目前市場上最快的Wi-Fi 7理論傳輸上限為30Gbps，而5G毫米波技術(shù)的峰值速率僅為5Gbps。研究團(tuán)隊(duì)指出，隨著數(shù)據(jù)傳輸速率呈指數(shù)級增長，傳統(tǒng)芯片架構(gòu)的能耗問題愈發(fā)突出，電池續(xù)航和設(shè)備發(fā)熱已成為制約技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。

研究負(fù)責(zé)人Payam Heydari教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)針對高頻通信的能耗難題展開攻關(guān)。在信號發(fā)射端，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地開發(fā)了RF-64QAM技術(shù)，通過部署三個(gè)同步子發(fā)射器直接在射頻域構(gòu)建信號，成功繞過傳統(tǒng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）的能耗瓶頸。這項(xiàng)技術(shù)使芯片在高速傳輸數(shù)據(jù)時(shí)仍能保持高效能，有效避免了設(shè)備過熱問題。

接收端同樣實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。研究團(tuán)隊(duì)提出的分層模擬解調(diào)技術(shù)，通過在模擬域?qū)π盘栠M(jìn)行分層解析，在數(shù)字化處理前剝離復(fù)雜信號層。這種處理方式顯著降低了功耗，僅需傳統(tǒng)方案所需功率的極小部分即可完成數(shù)據(jù)提取，為超高頻通信的實(shí)用化掃清了障礙。

制造工藝方面，研究團(tuán)隊(duì)采用22nm制程成功制備接收器芯片。實(shí)測數(shù)據(jù)顯示，該芯片在140GHz頻段工作時(shí)的功耗僅為230mW，同時(shí)展現(xiàn)出良好的量產(chǎn)可行性。這項(xiàng)成果不僅為6G通信技術(shù)發(fā)展提供了關(guān)鍵支撐，也為物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)等需要超高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)念I(lǐng)域開辟了新路徑。