美國(guó)加州大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)近日在無線通信領(lǐng)域取得重大突破，成功開發(fā)出支持140GHz超高頻段的Wi-Fi芯片，其理論傳輸速率高達(dá)120Gbps，相當(dāng)于每秒可傳輸15GB數(shù)據(jù)。這一成果顯著超越現(xiàn)有無線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)前市場(chǎng)主流的Wi-Fi 7理論峰值速度為30Gbps，5G毫米波技術(shù)則限制在5Gbps水平。

研究核心團(tuán)隊(duì)由電機(jī)工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域?qū)＜襊ayam Heydari教授領(lǐng)銜。項(xiàng)目推進(jìn)過程中，科研人員發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)無線芯片在追求高速傳輸時(shí)面臨根本性挑戰(zhàn)：數(shù)據(jù)處理能耗隨速率提升呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，直接導(dǎo)致設(shè)備發(fā)熱嚴(yán)重和電池續(xù)航崩潰。特別是在高頻通信場(chǎng)景下，數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）成為制約系統(tǒng)能效的關(guān)鍵瓶頸。

針對(duì)發(fā)射端技術(shù)難題，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新開發(fā)出RF-64QAM調(diào)制技術(shù)。該方案通過部署三個(gè)同步工作的子發(fā)射器，直接在射頻域構(gòu)建信號(hào)波形，成功繞過DAC環(huán)節(jié)。這種架構(gòu)使芯片在傳輸海量數(shù)據(jù)時(shí)仍能維持高效運(yùn)作，有效解決了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中的過熱問題。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，新芯片在140GHz頻段工作時(shí)，功耗較同類方案降低60%以上。

接收端技術(shù)同樣取得突破性進(jìn)展。科研人員設(shè)計(jì)的分層模擬解調(diào)技術(shù)，通過在模擬域?qū)?fù)合信號(hào)進(jìn)行分層剝離，將復(fù)雜信號(hào)處理前置到數(shù)字化階段之前。這種處理方式大幅降低了信號(hào)提取所需的能量，僅需傳統(tǒng)方案15%的功耗即可完成數(shù)據(jù)還原。更值得關(guān)注的是，接收器芯片采用22nm制程工藝制造，在保持高性能的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了極低的功耗水平。

實(shí)際測(cè)試表明，該芯片組在140GHz頻段持續(xù)工作時(shí)，整體功耗控制在230mW范圍內(nèi)。這種能效表現(xiàn)使其具備商業(yè)化應(yīng)用潛力，特別適用于需要長(zhǎng)續(xù)航的移動(dòng)設(shè)備和密集部署的物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景。研究團(tuán)隊(duì)透露，其制造工藝與現(xiàn)有半導(dǎo)體生產(chǎn)線完全兼容，為后續(xù)大規(guī)模量產(chǎn)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。