美國加州大學爾灣分校（UC Irvine）電機工程團隊成功研發革命性無線收發器晶片，突破傳統無線傳輸限制。新晶片在 140GHz 頻段實現 120Gbps 資料傳輸速度，表現媲美光纖網絡。研究團隊採用獨特數碼與類比混合處理架構，為 6G 及 FutureG 通訊協定奠定技術基礎。研究成果 2026 年 1 月發表於 IEEE Journal of Solid-State Circuits 期刊。
創新架構解決傳統瓶頸
UC Irvine Samueli 工程學院納米通訊集成電路實驗室（NCIC Labs）總監 Payam Heydari 表示，團隊將這項技術稱為「無線光纖跳線」。技術提供光纖等級高速傳輸，卻無需實體線纜。這套系統能在瞬間傳輸多部 4K 影片，速度是 Wi-Fi 7 理論極限 30Gbps 的 4 倍，更是 5G mmWave 5Gbps 的 24 倍。
傳統高速無線晶片依賴數碼類比轉換器（DAC）與類比數碼轉換器（ADC）。隨速度提升，這些元件功耗會急劇上升並形成嚴重瓶頸。研究團隊 2020 年開始構思全新架構，認為傳統混合訊號晶片設計終將觸及效能極限。
bits-to-antenna 架構突破功耗限制
論文第一作者、現職於 Marvell Technology 的前 UC Irvine 博士研究員王梓松解釋，新發射器完全捨棄 DAC。系統改用 3 個同步子發射器直接在射頻域構建訊號，並採用 RF 域 64QAM 調變技術。接收器部分由現職於 Qualcomm 的前博士研究員 Youssef Hassan 主導開發，運用「階層式類比解調」技術，在類比域逐層分解複雜訊號後才進行數碼化處理，大幅降低功耗。
晶片採用 22 納米完全耗盡絕緣層上矽（fully depleted silicon-on-insulator）技術製造。整體功耗僅 230 毫瓦，能效足以應用於流動裝置。Payam Heydari 強調團隊重新定義數碼與類比界線，將複雜運算移至類比域處理。此舉避開數碼域高功耗問題，成功突破「達到 100Gbps 速度就會燒毀晶片」技術困境。
應用前景廣泛
美國聯邦通訊委員會（FCC）及 6G 標準組織正將 100GHz 以上頻譜視為新前沿領域。這項技術可應用於資料中心內部伺服器機架間超高速無線連接，取代數公里長複雜銅線佈線，大幅節省硬件、冷卻及電力成本。同時智能城市、自動化製造、自動駕駛系統及 AI 邊緣運算等領域均可受惠。
Payam Heydari 指出，晶片採用標準半導體製程生產，bits-to-antenna 架構可降低量產成本，有利大規模普及應用。這項研究獲得美國國防部微電子共享計劃（Microelectronics Commons program）資助。
資料來源：UC Irvine, Interesting Engineering
分享到 :
最新影片
