國家信息光電子創(chuàng)新中心近日宣布，基于自主研發(fā)的超寬帶光子芯片技術(shù)，成功研制出全球首款170GHz超寬帶強(qiáng)度調(diào)制器，并已應(yīng)用于國產(chǎn)化光電子測量設(shè)備。這一突破性成果不僅為6G通信提供了底層技術(shù)支撐，更標(biāo)志著我國在高速光通信領(lǐng)域邁出了關(guān)鍵一步。

作為光通信網(wǎng)絡(luò)的核心基礎(chǔ)元件，超寬帶光子芯片承擔(dān)著"電光轉(zhuǎn)換"的關(guān)鍵任務(wù)。據(jù)專家介紹，傳統(tǒng)電子設(shè)備處理信息依賴電信號，而長距離數(shù)據(jù)傳輸則需要轉(zhuǎn)換為光信號。光子芯片的性能直接決定了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸捄托省獛捲酱螅瑔挝粫r間內(nèi)能夠傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量就越大。當(dāng)前，隨著AI數(shù)據(jù)中心算力指數(shù)級增長和6G技術(shù)加速發(fā)展，現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)在高速、低時延傳輸方面的瓶頸日益凸顯。

傳統(tǒng)硅光、磷化銦等調(diào)制器技術(shù)存在明顯局限：30-100GHz的帶寬如同"雙車道公路"，難以滿足AI與6G時代"海量數(shù)據(jù)流"的傳輸需求；高功耗、大驅(qū)動電壓的特性與智算中心低功耗要求相悖；線性度差導(dǎo)致的信號失真問題，更制約了高階調(diào)制和超高速傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)。這些技術(shù)短板已成為制約通信產(chǎn)業(yè)升級的關(guān)鍵因素。

今年2月，該創(chuàng)新中心聯(lián)合多家科研機(jī)構(gòu)取得重大突破，在國際上率先研制出超寬帶光電融合集成芯片，實(shí)現(xiàn)超過250GHz的電-光-電轉(zhuǎn)換能力。這項突破從原理層面打破了傳統(tǒng)電子架構(gòu)的限制，不僅創(chuàng)造了光纖通信單通道512Gbps、太赫茲無線通信單通道400Gbps的新紀(jì)錄，更首次在物理層實(shí)現(xiàn)了光纖與無線兩大通信體系的帶寬融合。相關(guān)成果發(fā)表于《自然》雜志后，引發(fā)國際學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。

基于前期研究成果，研究團(tuán)隊近期成功開發(fā)出170GHz強(qiáng)度調(diào)制器，驗(yàn)證了技術(shù)工程化的可行性。目前，依托該芯片已實(shí)現(xiàn)光纖通信與無線通信系統(tǒng)的跨網(wǎng)絡(luò)融合：光纖有線傳輸速率突破512Gbps，相當(dāng)于每秒可傳輸十余部高清電影；太赫茲無線傳輸速率達(dá)400Gbps，能夠同時為86個用戶提供8K超高清視頻流服務(wù)。這種"一芯多用"的特性，顯著提升了通信系統(tǒng)的靈活性和經(jīng)濟(jì)性。

據(jù)研發(fā)團(tuán)隊透露，超寬帶光子芯片的技術(shù)輻射效應(yīng)正在顯現(xiàn)。在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，該技術(shù)可進(jìn)一步提升傳輸速率并降低延遲；基于薄膜鈮酸鋰材料革命與異質(zhì)異構(gòu)集成技術(shù)，芯片有望在1.6T以上高速光模塊中實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。更值得關(guān)注的是，這項技術(shù)將為6G"空天地一體化"通信提供底層支撐，特別是在星載通信領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景，有望推動國產(chǎn)化衛(wèi)星通信設(shè)備取得突破性進(jìn)展。