Який напрямок розвитку діодів у технології комунікації 6G?
Залишити повідомлення
1, висока частота та висока - Швидкість: Інновація пристрою, що проривається через фізичні межі
6G Terahertz Communication (0,1-10 ТГц) представляє безпрецедентні вимоги до діяльності для діодів. Традиційні діоди Schottky наближаються до своїх теоретичних меж у міліметровій смузі хвилі, тоді як нові матеріальні системи на основі нітриду галію (GAN) та карбіду кремнію (SIC) відкривають новий простір. Наприклад, діод Terahertz на базі Ган, розроблений за допомогою фіолетової гірської лабораторії, може підтримувати одну швидкість передачі носія 100 Гбіт / с, оптимізуючи структуру квантової свердловини, збільшуючи частоту відсічення до 3 ТГц та зменшуючи паразитарну ємність до нижче 0,1 пф.
На рівні процесу технологія 3D інтеграції стала ключовим проривом. Розчин "Рівень мікросхеми", запропонована ZTE, інтегрує PIN -діоди з рідкокристалічними матеріалами та п'єзоелектричними матеріалами на одній мікросхемі та динамічно реконструює візерунок антени за допомогою електричного управління поля. Ця конструкція зменшує кількість антен на 6G базових станціях на 60% і тричі підвищує спектральну ефективність, очищаючи шлях для великого - масштабу комерційного використання терагерца.
2, інтегроване зондування: від обробки сигналів до сприйняття навколишнього середовища
Особливість "інтегрованого зондування" 6G вимагає діодів як функції зв'язку, так і зондування. Інноваційне застосування квантових діодів (QWD) пропонує рішення для цього. Точно контролюючи структуру діапазону багатоквадрових колодязів Інгана/Ган, дослідники досягли спектрального перекриття 26,9 нм між спектром викидів та спектром виявлення. Ця характеристика "самостійного отримання" дає змогу одному діоду одночасно передавати оптичні сигнали та виявляти навколишнє світло, закладаючи основу для інтегрованих мікросхем для видимого світла зв'язку та сприйняття.
У конкретних додатках галійна нітридна оптоелектронна інтегрована система (MGOS), розроблена China Mobile, досягла двонаправленої оптичної комунікації при 2 кбіт / с і може відчути зміни інтенсивності світла 0,1 люкс. Якщо ця технологія застосовується до мережі транспортних засобів 6G, вона може дати можливість транспортним засобам досягти зв'язку V2X через світлодіодні фари, використовуючи зміни інтенсивності світла для виявлення дорожніх перешкод, стискаючи затримку зв'язку з 10 мс у 5 г до нижче 0,1 мс.
3, розумний ендогенний: від пасивних компонентів до активних учасників
Архітектура "ендогенної інтелекту" 6G сприяє еволюції діодів у напрямку програмування та пристосованості. Концепція "семантичного зв'язку", запропонована Південно -Східно -Східно -Східно -Східно -Східно -Східного університету, вбудовує алгоритми AI на рівні пристрою, щоб дозволити діоду автономно розпізнавати функції сигналу та коригувати його робочий режим. Наприклад, при роботі з раптовим трафіком у промисловому Інтернеті речі, діодний масив може бути динамічно переобладнаний у низький режим швидкості - або високий - режим швидкості, що призводить до збільшення коефіцієнта енергоефективності на 40%.
Більше різання - Екдж дослідження зосереджені на полі нейроморфних діодів. Гібридна структура діода Мемістора, розроблена Пекінським університетом постів та телекомунікацій, імітує пластичність синапсів мозку людини та досягає реакції на рівні мілісекунд у плануванні сигналу базової станції 6G. Цей інтелектуальний діодний масив може зменшити споживання енергії базової станції на 35% і підтримувати 10 разів перевищувати щільність з'єднання 5G.
4, екстремальна екологічна адаптованість: підтримка інтеграції повітря, простору, землі та моря
Попит на покриття "неба, земля та море" 6G є серйозним викликом надійності діодів. У сценарії супутникового зв'язку, радіаційний діод GAN, розроблений Китайською корпорацією з аерокосмічної науки та технологій, збільшив загальну стійкість до дози до 100 MRAD, вводячи кремнієву карбідну підкладку та діамантовий шар розсіювання тепла. Діапазон робочої температури розширений до -55 градусів до 200 градусів, що може відповідати 10 -річним вимогам тривалості життя супутників з низькою орбітою.
Для Deep - Морське зв'язок, п'єзоелектричний керамічний діодний композитний пристрій, розроблений Інститутом акустики китайської академії наук, безпосередньо перетворює підводні акустичні сигнали в електричні сигнали, усуваючи аналоговий фронт - кінцевий ланцюг традиційних перетворювачів. У тесті глибокого моря на 2000 метр пристрій досяг стабільної передачі при 10 кбіт / с та зменшив споживання електроенергії на 70% порівняно з традиційними рішеннями, що забезпечує ключову підтримку будівництва 6G підводних мереж спостереження.
5, промислова екологічна реструктуризація: від компонентів до системних рішень
Розвиток діодів сприяє реконструкції вартості ланцюга індустрії комунікацій. Концепція "фотонного двигуна", запропонована Huawei, інтегрує лазерні діоди, фотодетектори та мікросхеми DSP в одному пакеті, зменшуючи споживання енергії 6G оптичних модулів на 50% і скорочуючи їх розмір до одного - третини продуктів 5G. Ця інноваційна системна інновація перетворює діоди з центру витрат до центру створення вартості, і очікується, що до 2030 року високі - кінцеві діоди становлять понад 15% від вартості BOM базових станцій 6G.
На стандартному рівні налаштування 3GPP включив "Протокол інтерфейсу Smart Diode" у специфікацію версії 6G R18, що вимагає діодів для підтримки динамічного перемикання щонайменше 16 робочих режимів. Це спонукало міжнародних гігантів, таких як напівпровідник та ROHM, прискорити макет програмованих діодних ліній продуктів, і очікується, що перший розумний діодний чіп, який відповідає стандарту 6G, буде запущений у 2026 році.
