这款芯片或将带我们了解6G的未来
2020-08-22
14:00:14
来源: 半导体行业观察
来源：编译自网站「SingularityHub」，谢谢
尽管5G（下一代无线网络的速度升级）几乎没有启动和运行（并且在许多地方仍然不存在），但研究人员已经在研究下一步的发展。它没有官方名称，但是为了简单起见，他们将其称为6G（嘿，这是传统）。6G有望比5G 快 100倍，其速度足以在一秒钟内下载142个小时的Netflix，但研究人员仍在努力弄清楚如何实现这种超快速的连接。
大阪大学和新加坡南洋理工大学的一个团队在《自然光子学》（Nature Photonics）的一篇论文中描述了一种新芯片，它可能使我们了解6G的未来。该团队能够以每秒11吉比特的速率传输数据，超过5G的理论最大速度（每秒10吉比特），速度足以实时传输4K高清视频。他们相信这项技术还有发展空间，随着更多的发展，可能会达到6G的惊人速度。
NTU 博士研究生Abhishek Kumar，副教授Ranjan Singh和博士后Yang Yihao博士。Singh博士持有由硅制成的光子拓扑绝缘体芯片，该芯片可以超高速传输太赫兹波。
图片来源：新加坡南大
但是首先，我们将详细介绍5G及其前身，以便我们将其与6G区别开来。
电磁波的特征在于波长和频率。波长是波的周期所覆盖的距离（例如，从峰到谷或从谷到谷），频率是在一秒内通过给定点的波数。手机使用微型无线电接收电磁信号，并将这些信号转换为手机上的视线和声音。
4G无线网络在低频带和中频带频谱上的毫米波上运行，毫米波的频率定义为比一千兆赫兹（或每秒十亿个周期）少一点（低频带）而多一点（中频带）。5G通过增加高达300 GHz或每秒3000亿个周期的更高频率的毫米波，将其提高了几个档次。在那些较高的频率下传输的数据往往像视频一样是信息密集的，因为它们的速度要快得多。
6G芯片将5G提升了几个等级。它可以以5G频率的三倍以上传输电波：1太赫兹或每秒1万亿个周期。该团队表示，这产生了每秒11吉比特的数据速率。尽管这比最快的5G快得多，但这仅仅是6G的开始。一位无线通信专家甚至估计6G网络可以每秒处理8,000吉比特的速率。与5G相比，它们还将具有更低的延迟和更高的带宽。
太赫兹波落在电磁波谱的红外波和微波之间。生成和传输它们是困难且昂贵的，需要特殊的激光器，并且即使那样，频率范围也受到限制。该团队使用一种新型材料来传输太赫兹波，称为光子拓扑绝缘体（PTI）。PTI可以在其表面和边缘传导光波，而不是让它们穿过材料，并且可以在不影响其流动的情况下使光在拐角处重定向。
该芯片完全由硅制成，并具有成排的三角形孔。该团队的研究表明，该芯片能够无误差地传输太赫兹波。
负责该项目的南洋理工大学副教授Ranjan Singh 说：“ Terahertz技术[…]可以促进芯片内和芯片间通信，以支持人工智能和基于云的技术，例如互连自动驾驶汽车，这就需要将数据快速传输到附近的其他汽车和基础设施，以更好地导航并避免发生事故。”
6G除了可用于AI和自动驾驶汽车（当然，还可以在几秒钟内下载数百小时的视频），对于数据中心，IoT设备和远程通信以及其他应用程序也将产生巨大的影响。
鉴于5G网络仍在建立过程中，因此6G不会很快出现。日本公司NTTDoCoMo 最近发布的有关6G的白皮书估计，到2030年我们将看到它，并指出，迄今为止，无线连接技术世代相距大约10年。我们在2000年代初获得了3G，2010年获得了4G，2020年获得了5G。
同时，随着6G的不断发展，我们仍然期待5G的广泛采用。
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