日本的廣島大學、資訊通訊研究機構（NICT）及松下公司合作，於全球首次成功開發出了利用硅CMOS積體電路和300GHz頻帶，傳輸速度可達到80Gbps（每秒80Gbit）的單晶片收發器。與以往的產品相比大幅提高了資料傳輸速度，同時還實施了實際應用中不可或缺的「單晶片化」，使300GHz頻帶無線通信向着實用化又邁近了一步。
相關研究成果已在國際固態電路會議（ISSCC）2019（2019年2月17日~2月21日，舊金山）上發表，並現場示範了傳輸實驗。
圖1：新開發的收發器積體電路的硅晶片照片
可利用一個電路收發的單晶片收發器
以前，發送和接收都是利用不同的硅晶片來完成，而此次將兩種功能整合到一個硅晶片上，實施了「單晶片收發器」。這樣，配備於電子產品時，便可透過削減零部件數量和硅晶片面積來降低成本，更有利於實施實用化。
大幅提高資料接收速度，實施80Gbps資料傳輸
以前，受接收電路的性能侷限，傳輸速度只有32Gbps。此次在提高接收電路性能的同時，還改良了訊號發射電路，作爲收發器，大幅提高了資料傳輸速度。
與智慧型手機等廣泛使用的無線收發器一樣，隨着硅CMOS積體電路也實施300GHz頻帶的超高速數據通訊，這極有可能應用於2020年前後開始的第5代行動通信的下一代（Beyond 5G行程）使用的無線收發器。
圖2：IEEE Std 802.15.3d規格的頻道分配
利用此次的研究成果，量產性優異的硅CMOS積體電路透過採用300GHz頻帶，有望以低成本實施與資訊通訊網路等基礎設施使用的光纖不相上下的Tbps級的通訊能力，並可以提供給普通用的戶利用。圖3爲一些300GHz頻帶無線通信的應用場景。
圖3：300GHz頻帶無線通信的用途
©HIROSHIMA UNIVERSITY、NICT、PANASONIC、AND 123RF.COM.
未來包括300GHz頻帶在内的THz頻帶無線通信還有望應用於地面與人造人造衛星之間的超高速無線通信。可能會實施利用現在的技術無法想像的事，比如一邊與地面的醫學家和醫療AI即時通訊，一邊在太空梭内的無重力狀態下做手術等。
圖4：地面的醫療AI和醫學家透過THz無線通信在太空的無重力狀態下遠程做手術。
©HIROSHIMA UNIVERSITY、NICT、PANASONIC、AND 123RF.COM.
文 JST客觀日本編輯部
