Rekord świata dla układu IHP

Środowisko testowe: W komorze pomiarowej anteny udało się wykazać ultraszybką transmisję danych. © IHP / The test bed: Ultra-fast data transmission was demonstrated in the antenna measurement chamber. © IHP

Pod mikroskopem: czterokanałowy transceiver. © IHP

Rekord świata ustanowiony we Frankfurcie (Oder): Zaprojektowany układ został wyprodukowany w czystej komorze IHP, następnie odcięto i przetestowano układy scalone. © IHP / World record made in Frankfurt (Oder): The designed circuit was manufactured in the IHP clean room, the chips were then diced and tested. © IHP

Nowy rekord prędkości został ustanowiony przez naukowców z IHP – Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik. Układ zaprojektowany przez naukowców we Frankfurcie (Oder) może bezprzewodowo przesyłać dane z prędkością do 200 Gigabitów na sekundę. Tym samym przewyższa poprzedni rekord, opublikowany ostatnio w 2019 roku, który wynosił około 120 Gigabitów na sekundę. Wyniki rozwoju zostały, po ich ocenie przez ekspertów w procesie recenzji naukowej, opublikowane w renomowanym czasopiśmie „IEEE Journal of Solid-State Circuits”. Zespół badawczy z IHP po raz pierwszy na świecie udowodnił ogólną wykonalność ekstremalnie wysokich transferów danych w tak zwanym paśmie D (częstotliwości między 110 a 170 GHz) i stworzył podstawę do realizacji zastosowań dla następnej generacji komunikacji mobilnej (6G).

Przełom udał się naukowcowi z IHP Alperowi Karakuzulu i jego grupie roboczej pod kierownictwem Dr. Andrei Malignaggi. Eksperci od układów komunikacyjnych o wysokiej przepustowości, specjalizujący się w najwyższych prędkościach przesyłu danych, opracowali w technologii 130-nm SiGe-BiCMOS nowy układ scalony, który zawiera nadajnik, odbiornik i anteny na chipie, umożliwiając przesył danych z prędkością 200 Gigabitów na sekundę. „Nasz projekt został dokładnie zasymulowany do ostatniego szczegółu, zanim układ trafił do produkcji” – wyjaśnia Dr. Andrea Malignaggi. Mikrochips wyprodukowane w czystej komorze IHP zostały następnie dokładnie przetestowane, a ich wydajność zmierzona w komorze pomiarowej anten, w której nie ma zakłócającego promieniowania. Wynik, czyli przesył danych na odległość początkowo 15 centymetrów, stanowi podstawę do dalszego rozwoju technologii. „Aby móc zrealizować 6G w zakresie mobilnym, potrzebujemy zupełnie nowej architektury. Pikoznaczenia to przykład tego. Te komórki radiowe mają umożliwić bardzo wysokie prędkości przesyłu danych na krótkim dystansie, na przykład w salach konferencyjnych lub w prywatnym zakresie, gdy telefony komórkowe, telewizory i inne urządzenia są ze sobą połączone” – wyjaśnia Dr. Andrea Malignaggi. Dzięki dalszemu rozwojowi zintegrowanych elementów i bloków układów poszczególnych chipów, integracji kolejnych anten oraz łączeniu wielu mikrochipów w złożone systemy, w przyszłości będzie możliwy przesył danych ultra-szybko także na większe odległości.

Obecnie IHP wykorzystuje swoją wiedzę w dwóch ważnych projektach badawczych w zakresie rozwoju 6G. Projekt UE „Open6GHub – 6G dla człowieka, środowiska i społeczeństwa” ma na celu wniesienie wkładu w europejski kontekst do globalnego procesu harmonizacji i standaryzacji 6G. Klaster badań i innowacji 6G, zwany 6G-RIC, jest centrum badawczym, które ma stworzyć naukowe i techniczne podstawy dla 6G na wszystkich poziomach technologicznych, od dostępu radiowego po sieci rdzeniowe i światłowodowe. Dzięki swoim badaniom IHP wnosi ważny wkład w wzmocnienie suwerenności technologicznej oraz pozycji Niemiec i Europy na arenie międzynarodowej w wyścigu o 6G.