La première architecture de puce en son genre utilisant des composants électroniques et légers pourrait ouvrir la voie à la technologie 6G.
La recherche, publiée le 20 novembre Communications naturellesFournit un modèle pour les puces de communication nécessaires aux radars avancés, aux systèmes satellitaires, aux réseaux sans fil avancés (Wi-Fi) et même aux futures générations de technologie mobile 6G et 7G.
En intégrant des composants optiques ou optiques dans une carte de circuit électronique classique, le nombre de chercheurs a considérablement augmenté Bande passante des radiofréquences (RF).montrant une précision améliorée du signal à hautes fréquences.
Ils ont construit un prototype fonctionnel d’une puce semi-conductrice en réseau, mesurant 0,2 x 0,2 pouces (5 x 5 mm), en prenant une plaquette de silicium et en connectant des composants électroniques et optiques – sous la forme de « micropuces » – comme des briques Lego.
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Plus important encore, ils ont également amélioré la manière dont les puces filtrent les informations.
Les émetteurs-récepteurs sans fil transmettent des données et les filtres micro-ondes intégrés aux puces conventionnelles bloquent les signaux dans la mauvaise plage de fréquences. Les filtres optiques micro-ondes remplissent la même fonction pour les signaux optiques. Mais il était très difficile de combiner des composants optiques et électroniques ainsi que des filtres optiques micro-ondes efficaces dans une seule puce.
Mais en ajustant avec précision des fréquences spécifiques dans les bandes supérieures, qui ont tendance à être encombrées, davantage d’informations peuvent circuler plus précisément à travers la puce, selon l’étude. Ceci est important pour les futures technologies sans fil qui s’appuieront sur des fréquences plus élevées. Ceux-ci ont des longueurs d’onde plus courtes et peuvent donc transporter plus de puissance, ce qui équivaut à une bande passante de données plus élevée.
« Les filtres optiques hyperfréquences jouent un rôle crucial dans les applications modernes de communication et de radar, offrant la flexibilité nécessaire pour filtrer avec précision différentes fréquences, réduire les interférences électromagnétiques et améliorer la qualité du signal », a déclaré le chef de l’équipe de recherche. Ben Eagletonvice-chancelier (recherche) de l’Université de Sydney.
Les appareils qui profitent des réseaux 5G, tels que les smartphones, envoient et reçoivent des données dans différentes bandes de fréquences radio, allant de la bande basse (moins de 1 GHz) à la bande haute (24 à 53 GHz) aux États-Unis. Verizon Il a dit.
Des fréquences plus élevées permettent des vitesses plus élevées en raison de la plus grande capacité énergétique des longueurs d’onde plus courtes, mais il existe un plus grand risque d’interférence et d’obstruction. En effet, les longueurs d’onde plus courtes ont du mal à pénétrer des surfaces et des objets plus grands, ce qui réduit également la portée du signal.
Pendant ce temps, la vitesse moyenne des données 5G est de 138 Mbps aux États-Unis, selon Signal ouvertLes entreprises de télécommunications exploitent des réseaux sur des bandes allant de 2 à 4 GHz. Les réseaux 6G, qui devraient se généraliser d’ici les années 2030, fonctionneront à une fréquence plus élevée, à partir de 7 à 15 GHz, selon Association mondiale des systèmes de communications mobiles (GSMA).
Cependant, les bandes 6G les plus élevées, pour les applications industrielles, devraient être supérieures à 100 GHz et éventuellement atteindre 1 000 GHz, selon Université de LiverpoolLa vitesse peut atteindre un maximum théorique de 1000 Gbps,
Cela signifie qu’il est nécessaire de construire des puces de communication avec une bande passante beaucoup plus élevée et un filtrage avancé pour éliminer les interférences à ces fréquences plus élevées. C’est là qu’interviennent les avancées en matière d’ingénierie des puces, la photonique jouant un rôle clé dans les puces à semi-conducteurs de réseau qui seront utilisées pour alimenter les appareils 6G.