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研究人员创建了一个无线芯片,数据速率快于5g

2020年8月10日经过杰克赫兹

新芯片利用光子拓扑绝缘体在太赫兹带中操作 - 不在5G范围内,但在6G范围内。

如果甚至完全实现了5G,研究人员已经推动了6G。新的移动通信几代移动通信可能需要Tbps速度,远远超过10 Gbps的5g的理论容量。

当它现在站立时,研究人员认为,6G的关键是在以前没有占用的太赫兹乐队中找到操作的方法。现在,新加坡和大阪大学的南洋技术大学研究人员开发了一个无线芯片在这支乐队中运行。

什么是太赫兹乐队?

正如Neda Khiabani博士在他的AAC文章中解释的那样,太赫兹(THz)辐射通常定义为电磁谱的区域在100GHz(3mm)至10thz(30μm)的范围内。与其相邻的微波和光学频带相比,显着解读了EM谱的这部分。

电磁谱

电磁谱。使用的图像礼貌Neba Khiabani博士

根据Yihao Yang等人的说法,推动6G的研究人员现在对这一乐队非常感兴趣THz光谱区域提供更高的可用带宽,这可以满足对更高数据传输速率的不断增长的需求。

还推测THz光谱频带可用于解决高速,能量效率和低成本intrachip / Interchip通信链路之间的互连折衷。这可以帮助设计人员挖掘大量的多核处理器,网络上芯片或软件包解决方案。

在太赫兹乐队工作的挑战

虽然Terahertz乐队似乎提供了一些令人难以置信的潜力,但它没有没有缺点。在THz乐队中涉及许多挑战。其中两个最大的问题是在诸如晶体或中空电缆的传统波导中找到的材料缺陷和传输错误速率。

太赫兹波大气功率衰减

太赫兹波大气功率衰减。使用的图像礼貌John F. Ohara等。

这些问题在该更高频带中变得至高在于,因为短波长的波长意味着更大的衰减和对波导中的材料缺陷的更敏感性。目前的方法患有对缺陷的敏感性,例如制造缺陷和锋利的角落处的相当大的弯曲损失。

用于THZ频段的新无线芯片

新加坡南洋科技大学的科学家和日本大阪大学最近宣布可能克服这些上述问题的新工作

研究人员利用了一种称为光子拓扑绝缘体(PTI)的技术,以减少衰减在太赫兹波导中的影响。据说PTIS是“'绝缘'的批量,但在边缘”导演“,显示”稳健的边缘传输,由于紊乱和尖锐的弯曲引起的强烈抑制的反向散射。“

利用PTI的太赫兹芯片的研究人员

利用PTI的太赫兹芯片的研究人员。使用的图像礼貌NTU新加坡

简化术语,PTI允许在绝缘体的表面和边缘上进行光波,而不是通过材料进行。以这种方式,太赫兹波可以在尖锐的角周围重定向,并且其流动将抵抗材料缺陷障碍。

超过5G速度

通过使用PTI,研究人员能够成功地创建一个全芯片芯片,可以在每秒11千兆位的速率下绕过10次锋利的角度,绕过可能已经引入的任何材料缺陷,以毫无误以无滤音传输信号。硅制造工艺。这种11 Gbps本身的速度已经超越了最大5G的最大值,即10 Gbps。

研究人员希望他们的作品将为未来的PTI THz互连铺平了6G部署的景点。

副教授Ranjan Singh说:“随着第四次工业革命和快速采用的东西 - 物联网(物联网)设备,包括智能设备,远程摄像机和传感器,物联网设备需要无线地处理大量数据,并依赖在通信网络上提供超高速度和低延迟。“

他继续,“通过使用THz技术,它可以提高片内和片间通信来支持人工智能和基于云的技术,例如互连的自动驾驶汽车,这需要快速传输到其他附近的汽车和其他附近汽车的数据基础设施更好地导航,也避免事故。“