中国科学家研制出全球首款基于光电融合技术的自适应全频段高速无线通信芯片。
这款仅有指甲盖大小的芯片实现了从微波、Sub-6GHz到毫米波乃至太赫兹频段的“一芯覆盖”，传输速率突破120Gbps。
这意味着无论身处偏远农村还是密集城市，用户都能享受高速可靠的通信服务，彻底改变了传统通信设备“一个频段一套设备”的局限局面。
北京大学电子学院王兴军教授团队与香港城市大学王骋教授团队通过创新光电融合架构，成功实现了芯片从“频段受限”到“全频兼容”的颠覆性突破。
这项研究成果于2025年8月27日发表在国际顶级学术期刊《自然》上。
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。
传统无线通信面临着一个根本性难题：不同频段各有优劣却又相互隔离。
低频段（如Sub-6GHz）穿透力强、覆盖广但传输速度慢，高频段（如毫米波、太赫兹）速度极快却难以远距离传输。
传统解决方案需要多套设备分别处理不同频段信号，如同为每条公路修建独立的收费站，效率低、成本高且无法动态调度。
更严重的是，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。
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。
研究团队的创新突破在于给芯片“装上光的翅膀”，以先进薄膜铌酸锂材料为平台，让电信号“变身”为光信号进行处理。
借光子学的超大带宽特性突破频率限制，光的天然优势就是带宽大，能轻松覆盖从微波到太赫兹的广阔频谱。
研究团队在仅指甲盖大小的芯片上，集成了基带调制、载波生成、上下变频等无线收发系统的全部关键功能单元。
芯片的核心是团队研发的“基于光学微环谐振器的集成光电振荡器”。
这一架构能直接在任意目标频点生成高质量的电磁信号，即便在100吉赫兹以上的高频段，其噪声性能仍与传统低频段持平。
从原理上彻底解决了传统倍频“噪声越积越多”的行业痛点，让全频段通信的“带宽、噪声、灵活性”三者不再相互制约。
实验数据印证了突破的价值：该系统可实现超过120Gbps的超高速无线传输速率，完全满足6G峰值速率要求。
端到端无线通信链路在全覆盖频段内展示的性能高度一致，在高频段未出现任何性能衰减。
这意味着使用者无论在偏远的农村地区还是城市中心，都能够实现高速可靠、无时不在的通信连接。
这款芯片的特殊价值在于其智能自适应能力。
在未来高密度无线接入场景中，各类信号传输过程中极易相互干扰，导致传统无线传输通道发生“交通拥堵”。
团队研发的技术可依据实时环境状态，智能引导终端设备切换至不同频段开展通信。
论文共同通讯作者、北京大学电子学院研究员舒浩文解释说，这相当于为无线传输构建了一条“宽阔的高速公路”。
通过多频段兼容，让每台设备都能高效找到“专属车道”，并且可以智能切换到空闲车道。
从根本上避免传输阻塞，即便在极端复杂的通信环境下，也能为用户提供流畅、稳定的高速低时延连接服务。
人工智能将成为6G网络不可或缺的核心组成部分，但无论AI算法多么先进，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。
这种智能功能在复杂电磁环境中具有重要意义。
传统通信设备常因频段单一易受干扰，而新芯片的“环境智能”功能可实时感知电磁环境，自动跳转至未受干扰频段。
如同为通信装备配备了“频谱导航仪”，始终保持稳定、可靠的高速低时延连接状态。
产业化层面，华为2023年建设的毫米波测试场已适配新芯片原型。
江苏南大光电正联合中芯国际开发配套的宽频带天线模组。
这意味着中国首次从材料、器件到整机实现全链路自主。
这款芯片将为“AI原生网络”奠定硬件基础，它可通过内置算法动态调整通信参数，应对复杂电磁环境。
也可使未来的基站和车载设备在传输数据时精准感知周围环境，真正实现“通信即感知”。
6G将引入全新的“无蜂窝式”组网技术，构建以终端用户为中心，分布式基站动态协同的灵活覆盖模式。
从5G时代的跟随到6G时代的引领，中国正将科幻场景写入技术标准。
这款仅指甲盖大小的芯片，解决了百年通信难题。
让中国在6G竞争中抢占了先发优势，为全球通信技术发展做出了重要贡献。
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