Record mondiale per il commutatore IHP

L'ambiente di prova: Nella camera di misurazione dell'antenna è stata dimostrata la trasmissione dati ultra-veloce. © IHP / The test bed: Ultra-fast data transmission was demonstrated in the antenna measurement chamber. © IHP

Sotto il microscopio: il transceiver a quattro canali. © IHP

Record mondiale stabilito a Francoforte (Oder): Il circuito progettato è stato realizzato nel clean room dell'IHP, poi i chip sono stati tagliati e testati. © IHP

Un nuovo record mondiale di velocità è stato stabilito dai ricercatori dell'IHP – Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik. Il circuito progettato dagli scienziati a Francoforte (Oder) può trasmettere dati senza fili a velocità fino a 200 Gigabit al secondo. Con questo risultato supera il precedente record, pubblicato nel 2019, che si attestava intorno ai 120 Gigabit al secondo. I risultati dello sviluppo sono stati pubblicati, dopo la revisione da parte di esperti nel processo di peer-review, sulla rinomata rivista «IEEE Journal of Solid-State Circuits». Un team di ricerca dell'IHP ha così dimostrato per la prima volta nel mondo la fattibilità generale di trasmissioni di dati estremamente elevate nella cosiddetta banda D (frequenze tra 110 e 170 GHz) e ha creato una base per realizzare applicazioni per la prossima generazione di comunicazioni mobili (6G).

Una svolta è stata raggiunta dal ricercatore dell'IHP Alper Karakuzulu e dal suo gruppo di lavoro sotto la guida del Dr. Andrea Malignaggi. Gli esperti di circuiti di comunicazione ad alta velocità di trasmissione dati hanno sviluppato all’interno della tecnologia SiGe-BiCMOS a 130 nm un nuovo chip che include trasmettitore, ricevitore e antenne integrate, consentendo una trasmissione di dati di 200 Gigabit al secondo. «Il nostro progetto è stato simulato in ogni dettaglio prima che il circuito entrasse in produzione», spiega il Dr. Andrea Malignaggi. I microchip prodotti in camera bianca presso l'IHP sono stati poi sottoposti a test approfonditi e le loro prestazioni sono state misurate nella camera di misurazione delle antenne dell'IHP, dove non ci sono radiazioni disturbanti. Il risultato, la trasmissione su una distanza iniziale di 15 centimetri, rappresenta la base per lo sviluppo ulteriore della tecnologia. «Per poter realizzare il 6G nel settore delle comunicazioni mobili, abbiamo bisogno di un’architettura completamente nuova. Le picocellule sono un esempio di ciò. Queste celle radio dovrebbero permettere velocità di dati molto elevate a breve distanza, ad esempio in sale conferenze o in ambito privato, quando telefoni cellulari, televisori e altri dispositivi sono connessi tra loro», spiega il Dr. Andrea Malignaggi. Attraverso lo sviluppo di componenti integrati e blocchi di circuiti del singolo chip, l’integrazione di ulteriori antenne e la combinazione di più microchip in sistemi complessi, sarà possibile in futuro trasmettere dati ultra-veloci anche su distanze maggiori.

Attualmente l'IHP mette la propria esperienza a disposizione in due importanti progetti di ricerca nel campo dello sviluppo del 6G. Il progetto UE «Open6GHub - 6G per l’uomo, l’ambiente e la società» mira a fornire contributi a livello europeo a un processo di armonizzazione e standardizzazione globale del 6G. Il 6G Research and Innovation Cluster, detto anche 6G-RIC, è un centro di ricerca che mira a creare le basi scientifiche e tecniche per il 6G su tutti i livelli tecnologici, dall’accesso radio alle reti di core e fino alle reti di trasporto in fibra ottica. La ricerca condotta dall'IHP contribuisce quindi in modo importante a rafforzare la sovranità tecnologica e la posizione di Germania e Europa nel contesto internazionale nella competizione per il 6G.