6G都快来了！欧美巨头想不通为什么中国这么快，又一个新突破

大家平时用5G，你知道6G快要来了吗？有个小知识，给大家科普一下：今年3月，清华大学电子工程系和华为海思联合宣布，做出了一颗工作频率300GHz 的射频芯片。

300GHz 是什么概念？你手机用的 5G 信号，频率大概在3到6GHz 之间。毫米波 5G 再往上推，也就到39GHz。而300GHz，是毫米波的将近十倍。这个频段有个专门的名字，叫太赫兹。

太赫兹是 6G 的关键赛道。谁先在这个频段上把芯片做出来、把通信跑通，谁就拿到了下一代移动通信的入场券。而这张入场券，全球目前真正摸到门把手的玩家，不超过五个。

美国的 Qorvo 前年花了9400万美元收购了一家叫 Anokiwave 的公司，拿的是毫米波相控阵芯片的技术，算是往太赫兹方向挺进的第一步。韩国三星2021年跟加州大学圣巴巴拉分校合作，在140GHz 频段上实现了6.2Gbps 的实时传输，距离15米。这两家在毫米波和亚太赫兹领域走得最快。

中国呢？清华加华为海思这颗300GHz 的芯片，直接把频率拉到了全球已公开成果的最高段位。

这事值得好好说说。

先得搞清楚一个基本问题：为什么 6G 非要往太赫兹走？5G 不是才铺开没几年吗？

你想一下，5G 解决的是「人连网」的问题，看视频不卡、打游戏不延迟。但接下来要解决的是「万物连网」。工厂里几千台机器人同时通信、自动驾驶的车辆之间实时交换数据、全息视频通话、空天地一体化组网。这些场景对带宽和速率的需求，是 5G 的几十倍甚至上百倍。

带宽从哪来？物理学上只有一个答案：往更高的频率走。

频率越高，可用的频谱资源越宽。太赫兹频段（0.1到10THz）拥有的频谱资源，比现在所有移动通信频段加起来还多好几个数量级。理论上，太赫兹通信的速率可以达到 Tbps 级别，就是每秒传输万亿比特。

听起来很美好。但这里面有一个巨大的坑。

太赫兹频段在物理学上有个外号，叫「太赫兹鸿沟」。这个名字本身就说明了问题的严重性。

说大白话：电磁波谱上有两大阵营。低频那头是电子学的地盘，靠晶体管、振荡器产生信号，手机、基站、雷达都在这边。高频那头是光学的地盘，靠激光器、光纤工作，光通信在这边。太赫兹夹在中间，两头都够不着。

电子学器件往高频推的时候，电子的运动速度跟不上信号变化的频率，导线损耗急剧增大，芯片基本没法正常工作。光学器件往低频拉的时候，太赫兹光子的能量太低（1THz 大概只有4毫电子伏特），找不到合适的半导体材料来产生这么低能量的光子。

两头堵死，中间一片空白。

更麻烦的是，很多半导体材料在太赫兹频段会出现「声子吸收」。就是太赫兹波的能量刚好跟晶格振动的频率对上了，信号还没发出去就先被材料本身给「吃」掉了。你花大力气做出一颗太赫兹芯片，结果它自己把信号吞了，功率出不来。

这就是为什么太赫兹被叫做「鸿沟」。不是没人想做，是物理上就难。全球搞了几十年，真正能在太赫兹频段稳定产生、调制、接收信号的方案，一只手数得过来。

美国在这个方向上投了大量的钱。DARPA（美国国防高级研究计划局）有专门的太赫兹项目，给大学和企业砸经费。高通、英特尔也有自己的研究团队。Qorvo 收购 Anokiwave，虽然 Anokiwave 主攻的是毫米波（28到39GHz），但它的硅基相控阵技术是往太赫兹方向演进的重要跳板。

韩国三星的路线更直接。2021年那次实验，三星在140GHz 上跑通了实时数据传输，用的是数字波束赋形技术。140GHz 已经踩在太赫兹的门槛上了（太赫兹通常从100GHz 算起）。这个实验当时在通信圈影响很大，因为它证明了太赫兹通信不是纯理论，是真能跑起来的。

中国在这个赛道上的布局，比很多人想象的要早。中国航天科工二院25所之前就做过一次引起关注的实验，在110GHz 频段上用轨道角动量技术实现了高速无线传输。轨道角动量是什么？简单说就是让电磁波「拧」起来，像螺旋桨一样旋转着传播。不同的旋转方向可以同时传不同的数据，相当于在同一个频率上开出了多条车道。这种技术路线虽然离实用还远，但它证明了中国团队在太赫兹的基础研究上不是跟在后面跑，有些方向甚至在领跑。

北京怀柔有一个地方叫怀柔科学城，是国家级的综合性科学中心。你可能听说过里面的高能同步辐射光源、地球系统数值模拟装置，都是大科学装置。但很多人不知道的是，怀柔科学城里面还藏着一个太赫兹科学技术中心平台，由中科院空天信息创新研究院主导建设

这个平台不是做一颗芯片那么简单。它是一整套体系：太赫兹量子电磁学研究、多元材料微系统工艺、太赫兹雷达和通信研究、甚至太赫兹生物医学检测。从基础物理到芯片制备到系统集成，全链条。

说出来你可能不信，怀柔这个平台的目标之一，是做出小型化、常温工作的太赫兹核心器件。这是什么意思？现在很多太赫兹信号源需要液氦制冷才能工作，零下269度，设备跟冰箱一样大。你总不能在手机里塞一台冰箱。所以太赫兹通信要走向实用，常温工作的器件是必过的关。

怀柔不是唯一的力量。

清华加华为海思那颗300GHz 芯片，用的是28纳米 CMOS 工艺。这个选择本身就很有讲究。传统做太赫兹器件，大家首选的是三五族半导体（砷化镓、磷化铟这些），性能好但成本高、集成度低。清华这个团队选了硅基 CMOS，就是做手机芯片的主流工艺。好处是成本低、可以大规模集成、跟现有产业链兼容。坏处是硅在太赫兹频段的先天性能不如三五族材料。

他们在芯片设计上做了不少创新：新型太赫兹天线阵列、低损耗的片上传输线、高效功率放大器架构。最终这颗芯片实现了10GHz 的调制带宽，理论峰值速率100Gbps。

100Gbps 什么概念？现在 5G 的理论峰值是10到20Gbps，实际用户体验大概在几百 Mbps。100Gbps 是 5G 理论值的5到10倍。

北大也没闲着。去年8月，北大电子学院王兴军教授团队在《自然》上发了一篇论文，搞出了一种「光电融合」芯片。这颗芯片用的是薄膜铌酸锂光子平台，不走传统电子学的路子，而是把光学和电子学「拧」在一起。

它的厉害之处在于「全频兼容」。从0.5GHz 一直覆盖到115GHz 以上，微波、毫米波、太赫兹都能跑。而且在所有频段上都能做到50到120Gbps 的传输速率。

你想想，传统的方案是什么？一个频段一套硬件。你的手机里，4G 一套射频前端，5G 又一套，将来 6G 再加一套，天线越塞越多，功耗越来越大。北大这个方案的思路是：一颗芯片打通所有频段。这是底层架构上的革命。

而且有一点特别值得注意：北大这个芯片用的是国产工艺平台。不依赖 EUV 光刻机，不需要台积电的先进制程。这意味着什么，你自己品。

说到这，岔开一下。我前阵子在翻6G 相关的资料时看到一个细节，觉得挺有意思。

国际电信联盟（ITU）在2023年底发布了 6G 的愿景框架，里面定义了6G 的六大应用场景。其中有一条叫「通感一体化」，就是通信和感知融合在一起。你的手机不仅能打电话、上网，还能当雷达用，感知周围的环境。太赫兹波因为波长极短，空间分辨率极高，天然适合做这件事。

换句话说，太赫兹不仅仅是为了让你下载电影更快。它可能彻底改变手机这个东西的形态。

泼盆冷水。

太赫兹通信离商用还有很长的路。行业内的共识是2030年前后 6G 才会开始商用部署。而太赫兹可能是 6G 技术体系中最后落地的那一块。

原因很直接。太赫兹波在空气中衰减极快，穿墙能力几乎为零。你在家里关上门，太赫兹信号就断了。下雨天信号也会大幅衰减，因为水分子会吸收太赫兹波。这些不是工程问题，是物理限制。工程可以优化，物理改不了。

所以太赫兹通信大概率不会像 4G、5G 那样做大面积覆盖。它更可能的落地场景是：数据中心内部的超高速短距传输、工厂车间里的密集物联网、特定场所的全息通信。这些场景的特点是距离短、环境可控、对速率要求极高。

还有一个现实问题。太赫兹信号源的功率太低了。现在实验室里做出来的太赫兹发射器，输出功率往往只有微瓦到毫瓦级别。你要知道，一个 5G 宏基站的发射功率是上百瓦。中间差了好几万倍。功率上不去，通信距离就上不去。

全球太赫兹技术的市场规模，各家分析机构的说法不太一样，大概在2025年8到13亿美元之间，预计到2030年增长到17到27亿美元。这个盘子跟 5G 动辄万亿的市场比，还很小。但重点不在于现在的盘子有多大，而在于谁先把技术标准定下来。

6G 的标准化工作已经启动了。3GPP 计划在2029到2030年完成相关技术规范。谁的芯片先成熟、谁的方案先被写进标准，谁就在未来十年吃肉。

中国在这方面有一个结构性优势。5G 时代，华为就深度参与了标准制定，拿了大量的核心专利。到了 6G，中国在太赫兹硬件上的这几个突破，清华加华为海思的300GHz 芯片、北大的全频兼容光电融合方案、怀柔科学城的太赫兹全链条平台，这些都是写标准的底气。

没有硬件突破，你在标准谈判桌上说话就没分量。

这个领域现在还处于科研跟产业化之间的那个缝隙里。做研究的人在往前跑，做产品的人在后面追，中间的鸿沟跟太赫兹频段本身的鸿沟一样宽。但有意思的是，中国在这条缝隙里的站位，可能比上一代通信技术起步时要好得多。

对普通人来说，6G 太赫兹短期内跟你的生活没太大关系。你的手机不会明天就变成太赫兹手机。但如果你是学通信、学电子、学材料的年轻人，这个方向值得认真看一看。6G 的研发周期至少还有四五年，这段时间里会有大量的人才需求。怀柔科学城、清华、北大、中科院的实验室，还有华为、中兴这些企业的预研团队，都在招人。

一个新的通信代际，从来不只是让大家上网更快。它会催生一批新的产业、新的公司、新的岗位。上一波 5G 带出来了多少产业机会？广东惠州做射频滤波器的、江苏昆山做 PCB 板的、深圳做天线模组的，很多企业就是踩着 5G 建设的节奏起来的。有些小公司几年前还在车库里，现在年营收过亿了。6G 太赫兹这一波，机会只会更多，因为底层硬件几乎要从头搭。太赫兹频段需要全新的芯片架构、全新的封装方案、全新的天线设计、全新的测试设备。

每一个「全新」背后都是一条产业链，也是很多人的新机会。

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