Care este direcția de dezvoltare a diodelor în tehnologia de comunicare 6G?

1, frecvență înaltă și mare - Viteză: inovația dispozitivului care trece prin limite fizice
Comunicarea 6G Terahertz (0,1-10 THz) prezintă cerințe de performanță fără precedent pentru diode. Diodele tradiționale Schottky se apropie de limitele lor teoretice în banda de frecvență a undelor milimetrice, în timp ce sistemele de materiale noi bazate pe nitrură de galiu (GAN) și carbură de siliciu (SIC) deschid un spațiu nou. De exemplu, dioda terahertz pe bază de GAN, dezvoltată de Purple Mountain Laboratory, poate susține o rată de transmisie unică a purtătorului de 100 Gbps prin optimizarea structurii cuantice a puțului, crescând frecvența de întrerupere la 3 THz și reducând capacitatea parazită la 0,1 pf.
La nivel de proces, tehnologia de integrare 3D a devenit o descoperire cheie. Soluția „antenă reconfigurabilă a nivelului de cip” propusă de ZTE integrează diode cu pin cu materiale cu cristal lichid și materiale piezoelectrice pe un singur cip și reconstruiește dinamic modelul antenei prin controlul câmpului electric. Acest design reduce numărul de antene în stațiile de bază 6G cu 60% și crește eficiența spectrală de trei ori, eliminând calea pentru utilizarea comercială mare - la scară comercială a comunicării terahertz.
2, Sensionare integrată: De la procesarea semnalului la percepția mediului
Caracteristica „detectare integrată” a 6G necesită diode să aibă atât funcții de comunicare, cât și de detectare. Aplicarea inovatoare a diodelor cu puțuri cuantice (QWD) oferă o soluție pentru acest lucru. Prin controlul precis al structurii de bandă a puțurilor cuantice cu mai multe cuantice InGAN/GAN, cercetătorii au obținut o suprapunere spectrală de 26,9 nm între spectrul de emisie și spectrul de detectare. Această caracteristică „recepție de sine” permite unei singure diode să transmită simultan semnale optice și să detecteze lumina ambientală, punând baza pentru cipuri integrate pentru comunicare și percepție vizibilă.
În aplicații specifice, sistemul integrat optoelectronic de nitru de galiu (MGOS) dezvoltat de China Mobile a obținut o comunicare optică bidirecțională la 2 kbps și poate simți schimbări în intensitatea luminii de 0,1 lux. Dacă această tehnologie este aplicată la rețeaua de vehicule 6G, poate permite vehiculelor să obțină comunicarea V2X prin faruri LED, în timp ce se folosește modificări ale intensității luminii pentru a detecta obstacolele rutiere, comprimarea latenței comunicării de la 10 ms în 5G la sub 0,1 ms.
3, Endogen inteligent: de la componente pasive la participanți activi
Arhitectura „inteligență endogenă” a 6G promovează evoluția diodelor către programabilitate și adaptabilitate. Conceptul de „diodă de comunicare semantică” propus de Universitatea de Sud -Est încorporează algoritmi AI la nivelul dispozitivului pentru a permite diodei să recunoască în mod autonom caracteristicile semnalului și să -și ajusteze modul de lucru. De exemplu, atunci când se ocupă de trafic brusc în internetul industrial al lucrurilor, tabloul de diode poate fi reconfigurat dinamic în modul de viteză scăzut - sau în modul de viteză ridicat -, rezultând o creștere de 40% a raportului de eficiență energetică.
Mai multe tăieturi - explorări de margine sunt axate pe câmpul diodelor neuromorfice. Structura hibridă a diodei memristor dezvoltate de Beijing University of Posts și Telecommunications simulează plasticitatea sinapselor creierului uman și atinge un răspuns la nivel de milisecundă în programarea semnalului stației de bază 6G. Acest tablou inteligent de diode poate reduce consumul de energie al stației de bază cu 35% și poate susține de 10 ori densitatea de conexiune de 5g.
4, Adaptabilitatea extremă a mediului: susținerea integrării aerului, spațiului, pământului și a mării
Cererea pentru acoperirea „cerului, pământului și a mării” a 6G reprezintă o provocare severă pentru fiabilitatea diodelor. În scenariul de comunicare prin satelit, dioda GAN rezistentă la radiații dezvoltată de China Aerospace Science and Technology Corporation și -a mărit rezistența totală la radiații la doză la 100 MRAD prin introducerea unui substrat de carbură de siliciu și un strat de disipare a căldurii de diamant. Intervalul de temperatură de funcționare a fost extins până la -55 de grade până la 200 de grade, ceea ce poate satisface cerințele de durată de 10 ani ale sateliților cu orbită scăzută.
Pentru comunicarea profundă - pe mare, dispozitivul compus cu diode ceramice piezoelectrice dezvoltat de Institutul de acustică al Academiei Chineze de Științe convertește direct semnalele acustice subacvatice în semnale electrice, eliminarea analogului frontal - Circuit endal al traductoarelor tradiționale. În testul de pe mare adâncime de 2000 de metri, dispozitivul a obținut o transmisie stabilă la 10 kbps și a redus consumul de energie cu 70% în comparație cu soluțiile tradiționale, oferind suport cheie pentru construcția de 6G rețele de observare subacvatică.
5, Restructurarea ecologică industrială: de la componente la soluții de sistem
Dezvoltarea diodelor determină reconstrucția valorii lanțului industriei de comunicații. Conceptul de „Photon Engine” propus de Huawei integrează diode laser, fotodetectoare și cipuri DSP într -un singur pachet, reducând consumul de energie de 6G module optice cu 50% și micșorarea dimensiunii lor la unul - a treia dintre produsele 5G. Această inovație la nivel de sistem transformă diodele de la un centru de costuri într -un centru de creare a valorii și este de așteptat ca până în 2030, diodele finale ridicate - să reprezinte peste 15% din costul BOM al stațiilor de bază 6G.
La nivelul de setare standard, 3GPP a inclus „Protocolul de interfață Diode Smart” în specificația versiunii 6G R18, necesitând diode pentru a suporta comutarea dinamică a cel puțin 16 moduri de lucru. Acest lucru i -a determinat pe giganți internaționali, cum ar fi pe semiconductor și ROHM, să accelereze aspectul liniilor de produse cu diode programabile și este de așteptat ca primul cip inteligent de diodă care îndeplinește standardul 6G să fie lansat în 2026.

https://www.trrsemicon.com/transistor/npn [2} }transistor [[3}}bc817-25.html