法國技術研究機構CEA-Leti近日展示了一項采用簡單的混合信號RF架構實現140GHz頻率上100 Gbps傳輸速率的技術。該機構正在探索超越5G的技術線路，嘗試在頻率110GHz至170GHz范圍的D波段頻譜上實現6G應用。

毫米波（mmWave）無線通信的頻段范圍從20 GHz到300 GHz，其巨大的帶寬資源可支持超高數據速率的通信，因而有望成為6G無線系統的關鍵支撐技術。在毫米波頻段范圍內，CEA-Leti專注于研究D頻段，即可能對6G無線通信起關鍵作用的140 GHz頻段。

CEA-Leti和法國工程公司Siradel在一篇題為“超越5G無線連接的D波段技術規劃”的論文中提到（這篇論文原定在3月舉行的6G無線峰會上發布，但后來峰會被取消），他們的研究人員正在考慮幾種超越5G的應用，其中包括高容量回程、增強熱點基站和短距離設備間通信。這些應用對數據傳輸速度的需求（通常要求每單元或每鏈路速率大于100 Gbps）已超越了5G能力，并且不受次太赫（sub-THz）頻段主要限制的影響。

該論文概述了一些潛在應用以及實現這些應用所面臨的挑戰，還介紹了新頻譜中的應用場景，并且討論了應用場景需求與當前構建6G路線圖的芯片技術限制之間的權衡。

CEA-Leti科學家Jean-Baptiste Doré是該論文的作者之一，他接受了EE Times的采訪。在被問及芯片的局限時說道：“利用CMOS，我們仍然可以為D波段的低頻部分設計芯片組。但現在我們已經處于CMOS在這些頻率下所能達到的物理極限。”因為CMOS技術無法制造sub-THz應用所需的最大晶體管頻率器件，CEA-Leti一直在研究針對這些應用所采用的創新架構，來優化RF電路設計，以及新材料和器件，以滿足D波段及更高頻率的需求。

Doré補充說：“D波段無線通信面臨的挑戰包括自由空間波傳播損耗，這種損耗會按照頻率平方的比例而增加，必須使用高增益天線來補償，而這給天線的方向性和校準帶來了嚴格的限制。”

這些限制因素包括對sub-THz波傳播的物理阻礙，如被墻壁、樹木甚至窗戶阻擋，或大幅度衰減。即使在通暢的傳播路徑中，也仍然需要高增益天線。為了應對這一挑戰，CEA-Leti正在設計具有高指向性和電子可操縱性的尖端天線。

這些支持6G的關鍵技術設計已經啟動，包括研究sub-THz頻段需要采用的新材料和器件、增強型RF CMOS架構和天線系統，以及高性能的數字處理。Doré說：“Leti目前正在探索集成RF芯片組和天線設計的技術路線圖。我們已經開始研究可集成CMOS的sub-THz頻段新技術，已開始進行天線和芯片組的設計，”而且他們正在探討系統級芯片和（或）系統級封裝上的異構集成。

“對于設備到設備間的通信，我們已經證明了利用空間復用和簡單的RF架構即可實現Gbps級別的吞吐量，”Doré表示。“我們的主要研究結果是，利用擬定的混合信號、模擬和數字技術，晶體管可以傳輸的所需功率被限制在微瓦級（10 ^ -6 Watts），這為我們采用CMOS技術提供了可能性。”

CEA-Leti表示，140GHz通信已在進行現場試運行，目前正在努力尋找能夠滿足高性能和低成本要求的集成模塊。Doré說：“我們已經有一些合作伙伴，但還在尋找更多的資金支持以繼續開發這項技術。”不過，Doré拒絕透露具體的合作伙伴，但提到其中有一家是知名的半導體廠商。
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