全球首款，可智能实现全频段高速通信芯片

北京大学电子学院教授王兴军团队与香港城市大学教授王骋团队通过创新光电融合架构，成功实现芯片从“频段受限”到“全频兼容”的颠覆性突破，并在所有频段都实现了50~100Gbps的无线传输，比目前5G的传输速率高出2~3个数量级。8月27日，相关研究论文发表于国际顶级学术期刊《自然》。

研究团队制备的超宽带光电融合芯片

为了弥合不同频段设备的“段沟”，研究团队基于先进的薄膜铌酸锂光子材料平台，成功研制出能够具有进行宽带无线与光信号转换、低噪声载波本振信号协调、数字基带调制等能力的集成芯片。基于该核心芯片，团队进一步提出高性能光学微环谐振器的集成光电振荡器（OEO）架构，通过高精度微环的频率，精确选择并锁定振荡模式，产生在超宽带范围内任意频点的低噪声载波与本振信号。

该芯片如同一块指甲盖大小，首次实现了0.5GHz至115GHz中心频率的实时、灵活、快速重构，跨越近8个倍频程的低噪声信号调谐性能，既可调度数据资源丰富、速率极高却难远距传输高频段，也可调度穿透性强、覆盖广却容量有限的低频段。即便在100吉赫兹以上的高频区域，其信号噪声性能仍与传统低频段持平，彻底打破了传统硬件“频段固化”的技术局限。

传统通信设备就像定制化工具，每一个频段都要配套设计专用的元器件与系统。这种模式下，宽频谱覆盖的实现难度极大。多系统独立运行不仅推高成本、增加复杂度，还无法实现频段间的动态调度和自适应重构，且不同网络节点间的设备差异性较大，严重制约6G低成本、全面部署。更关键的是，传统倍频技术会“累积噪声”，高频段信号质量随频率升高而急剧下降，这让6G全频段扩展陷入“复杂度高、成本高、性能差”的困境，严重制约实际应用。同时，高密度的无线接入意味着无线电磁环境将越发复杂，进一步带来频谱管理难度加大、无线连接可靠性降低等现实难题。

而这一方案从原理上规避了传统倍频链因噪声累积而导致高频段相位噪声急剧恶化的问题，能够克服以往系统在带宽、噪声性能与可重构性之间难兼顾的困难。

实验验证表明，基于芯片的创新系统可实现大于120Gbps的超高速无线传输速率，满足6G通信峰值速率要求，且端到端无线通信链路在全频段内性能一致，高频段性能未见劣化。

当前业界已形成共识，AI将成为6G网络不可或缺的核心组成部分。但无论AI算法具备何种先进性能，其决策的落地执行最终仍需依托可重构的硬件架构。研究团队研发的光电融合芯片构成可重构的硬件，通过灵活调整内部光路配置，可以实时响应AI算法输出的智能决策。例如，当AI识别出部分频段存在干扰时，芯片能快速、无缝地切换至空闲频段，实现自动抗干扰与持续优化通信链路，始终维持稳定、可靠的高速低时延连接状态。

论文通讯作者王兴军表示：“这款可重构、超宽带光电融合芯片，为实现全频段无线通信与动态频谱管理提供了核心解决方案，是6G时代硬件基座能力提升的重要里程碑，为后续技术研发与产业应用提供了全新解决方案。”