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加州大學戴維斯分校(University of California, Davis)的研究人員日前發表了新的高頻電子芯片研發成果，這些芯片每秒可傳輸數十兆比特的數據，優于目前最快的網絡傳輸速度。

這項研究是由加州大學戴維斯分校電氣和計算器工程系助理教授Omeed Momeni和博士生Hossein Jalili合作，使用相控數組天線系統(phased array antenna system)設計了該芯片。相控數組系統將來自多個源的能量引入單個光束，該光束可以被嚴密地導向并定向到特定的位置。

圖：新型高頻芯片采用相控數組收發毫米波，據稱該技術可大幅提高數據傳輸速率。這個原型芯片由研究生Hossein Jalili提供。

“相控數組很難制作，特別是在更高的頻率下，”Momeni說。“我們是率先在這個頻率下實現如此高的帶寬。”

Momeni和Jalili開發的原型芯片已經成功運行在370GHz頻帶和52GHz帶寬。一般常見的FM無線電波使用87.5MHz和108MHz之間的頻帶;而4G和LTE蜂窩網絡通常在800 MHz和2.6 GHz之間運行，帶寬則是20MHz。

大多數現代電子設計都針對在較低頻率下工作。然而，對快速通信的不斷增長的需求以及新興的感測和成像應用，都在推動在更高頻率下運行的創新技術發展。

挑戰4G網絡速度限制

“理論上，4G蜂窩網絡已經達到其數據速率限制，”Momeni說。“隨著我們繼續遷移到像云計算和下一代蜂窩網絡等系統，在速度越來越快的情況下，越高的頻率就意味著需要更多的帶寬，而更多的帶寬意味著更高的數據速率。

由Momeni和Jalili設計的一硬件證實能夠在單個緊湊型芯片上利用毫米波和太赫茲頻帶實現更大的可用帶寬。這是開發可擴展系統的重要一步，可用于光譜、傳感、激光、醫學成像和高速通信等技術。

這項研究已經獲得五年的國家科學基金會資助。未來Momeni還計劃將芯片整合到成像和通信系統中。