120千兆赫跃升：美国工程师研制出光纤级无线芯片

借助该芯片，数据中心运营商可实现超高速无线连接，大幅节省硬件、制冷和电力成本。

加州大学欧文分校的研究人员开发出一款140千兆赫的无线芯片，能以媲美光纤的速度推动通信技术向6G及更先进传输协议演进。根据校方新闻稿，研究团队通过融合数字与模拟信号处理技术实现了这一突破。

该芯片研发始于2020年。由加州大学欧文分校电气工程与计算机科学教授佩姆·海达里领衔的研究团队很早就预见到，传统芯片性能即将触及瓶颈。"我们意识到，要达到当前无线设备百倍速率的100千兆秒大关，同时避免芯片过热，必须从根本上重构电路拓扑结构。"海达里在新闻稿中表示。

构建新型收发器

无线设备研究人员深知，随着无线速率提升，数据处理能耗将呈指数级增长。若沿用现有架构，未来收发器要么需要大幅延长电池续航，要么设备将面临瞬间耗光电量。现代发射器依赖数模转换器生成信号，但面向6G及以上通信标准，这类发射器需在超过100千兆赫的频率下工作，不仅设计复杂更会消耗惊人电能——研究界称之为"DAC瓶颈"。

海达里团队通过三个同步子发射器直接在射频域构建信号，成功突破该瓶颈。这种名为"射频域64QAM"的技术使芯片能在不过热的前提下传输更多数据，实现极高能效。

分级模拟解调技术

然而这只是部分解决方案。接收器端同样面临模数转换的"采样瓶颈"：在极高速率下，传统接收器进行模数转换会消耗巨额功耗，难以应用于智能手机等设备。为此团队同步研发了智能接收器。

"我们开发了名为'分级模拟解调'的技术，"曾任职于加州大学欧文分校、现就职高通的优素福·哈萨姆解释道，"通过在模拟域对信号进行分层解析，在数字化前剥离复杂数据层，我们仅用常规方案的小部分功耗即可提取数据。"

团队设计的新款接收芯片采用22纳米架构，功耗仅230毫瓦。除支持140千兆赫频段传输外，该架构还具备大规模量产潜力，有利于技术普及。

"我们将这项技术称为'无线光纤系统'，因为它能提供光纤级速率却无需实体线缆。"海达里表示，"通过在远超当前5G标准的F波段运行，我们可以提供巨大带宽，彻底改变机器、机器人与数据中心间的通信方式。"他补充道："这项创新消除了数据中心内部复杂的铜缆布线需求，运营商可在服务器机架间建立超高速无线连接，在硬件、制冷和电力方面节省巨额成本。"

相关研究成果已分别以发射器和接收器为主题，发表在《IEEE固态电路期刊》上。

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