Wereldrecord voor IHP-geschakelde bediening

De testomgeving: In de antennemetingkamer kon de ultrasnelle gegevensoverdracht worden aangetoond. © IHP / The test bed: Ultra-fast data transmission was demonstrated in the antenna measurement chamber. © IHP

Onder de microscoop: de vierkanaals transceiver. © IHP

Wereldrecord gevestigd in Frankfurt (Oder): De ontworpen schakeling werd vervaardigd in de cleanroom van het IHP, daarna werden de chips gesneden en getest. © IHP

Een nieuw snelheidswereldrecord is gevestigd door onderzoekers van het IHP – Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik. De door de wetenschappers in Frankfurt (Oder) ontworpen schakeling kan draadloos gegevens overdragen met snelheden tot 200 Gigabit per seconde. Daarmee overtreft het het eerdere record, dat voor het laatst in 2019 werd gepubliceerd en rond de 120 Gigabit per seconde lag. De resultaten van de ontwikkeling zijn, na beoordeling door vakgenoten via peer-review, gepubliceerd in het gerenommeerde tijdschrift „IEEE Journal of Solid-State Circuits“. Een onderzoeksteam van het IHP heeft daarmee voor het eerst wereldwijd de algemene haalbaarheid aangetoond van extreem hoge gegevensoverdracht in de zogenaamde D-band (frequenties tussen 110 en 170 GHz) en een fundamentele voorwaarde geschapen om toepassingen voor de volgende generatie mobiele communicatie (6G) te realiseren.

Een doorbraak is behaald door IHP-wetenschapper Alper Karakuzulu en zijn werkgroep onder leiding van Dr. Andrea Malignaggi. De experts in communicatiecircuits met hoge datasnelheden en communicatiecircuits van de hoogste datasnelheden hebben binnen de 130-nm-SiGe-BiCMOS-technologie een nieuwe chip ontwikkeld die zender, ontvanger en on-chip-antennes bevat en een gegevensoverdracht van 200 Gigabit per seconde mogelijk maakt. „Ons ontwerp is tot in detail gesimuleerd voordat de schakeling in productie ging“, legt Dr. Andrea Malignaggi uit. De in het IHP-cleanroom vervaardigde microchips werden vervolgens uitgebreid getest en de prestaties gemeten in de antennemetingkamer van het IHP, waar geen afleidende straling aanwezig is. Het resultaat, de overdracht over een bereik van aanvankelijk 15 centimeter, vormt de basis voor verdere ontwikkeling van de technologie. „Om 6G-mobiele communicatie te realiseren, hebben we een geheel nieuwe architectuur nodig. Pikozellen zijn een voorbeeld hiervan. Deze draadloze cellen moeten zeer hoge datasnelheden op korte afstand mogelijk maken, bijvoorbeeld in conferentiezalen of in de privé-sfeer, wanneer mobiele telefoons, televisies en andere apparaten met elkaar verbonden zijn“, legt Dr. Andrea Malignaggi uit. Door de verdere ontwikkeling van de geïntegreerde componenten en schakelingblokken van de individuele chip, de integratie van extra antennes en de combinatie van meerdere microchips tot complexe systemen, zal het in de toekomst mogelijk zijn om data ultrasnel ook over grotere afstanden te verzenden.

Het IHP brengt zijn expertise momenteel in twee belangrijke onderzoeksprojecten op het gebied van de ontwikkeling van 6G in. Het EU-project „Open6GHub - 6G voor Mens, Milieu & Samenleving“ moet in de Europese context bijdragen aan een wereldwijd proces van 6G-harmonisering en standaardisering. Het 6G Research and Innovation Cluster, kort 6G-RIC, is een onderzoekscentrum dat de wetenschappelijke en technische fundamenten voor 6G op alle technologische niveaus wil scheppen, van draadloze toegang via kernnetwerken tot glasvezeltransportnetwerken. Het IHP levert met zijn onderzoek dus een belangrijke bijdrage om de technologische soevereiniteit en de positie van Duitsland en Europa in de internationale concurrentie om 6G te versterken.