国家信息光电子创新中心依托自主研发的超宽带光子芯片技术,已开发出全球首款170GHz超宽带器件产品,并应用于国产化光电子测量设备。该技术未来将为6G通信提供底层支撑,并应用于下一代高速光模块产品。
超宽带光子芯片是光通信网络中最底层的物理芯片。设备处理信息使用电信号,长距离传输则需转换为光信号;光子芯片承担的“电光转换”是光传输线路发送与接收的关键基础,其带宽越大,单位时间内可传输的数据量越高。
传统硅光、磷化铟、体材料铌酸锂等调制器带宽仅30–100GHz,功耗高、驱动电压大、线性度差,难以满足AI数据中心低功耗与高阶调制需求。今年2月,该中心联合多家科研机构在国际上率先研制出超宽带光电融合集成芯片,实现超250GHz电–光–电转换能力,从原理上突破传统电子架构限制。
基于该技术,团队实现光纤通信单通道512Gbps、太赫兹无线通信单通道400Gbps,刷新三项纪录;同一套核心器件与算法同时适配光纤与无线场景,首次在物理层弥合两大通信体系的带宽鸿沟。
相关成果于今年2月发表于《自然》杂志后,研究团队推进工程化转化,近期成功研发170GHz强度调制器,验证技术可行性。目前,依托该芯片已实现光纤与无线通信系统跨网络融合:光纤有线传输速率突破512Gbps,相当于一秒传输十几部高清电影;太赫兹无线传输速率达400Gbps,可同时支持86路8K超高清视频流。
该芯片后续将在数据中心提升传输速率并降低时延;依托薄膜铌酸锂材料革命与异质异构集成技术,有望在1.6T及以上高速光模块中广泛应用;亦将支撑6G“空天地一体化”通信,并延伸至星载通信领域,助力国产化卫星通信设备开发。
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