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目前5G技術剛剛開始正式部署，現(xiàn)在談論6G無線通信似乎為時過早，但研發(fā)界已經在努力研究新技術，推動6G在未來五至十年內轉化為實用的商業(yè)現(xiàn)實。通過與一流大學的頂尖研究人員合作，其正在采取行動，利用格芯FD-SOI、RF-SOI和SiGe平臺的優(yōu)勢，確立在6G領域的領導地位，上述平臺已經在5G和其他無線應用中得到驗證，可提供業(yè)界領先的產品性能和成本效益。
與人工智能（AI）、邊緣到云計算和汽車解決方案一樣，無線連接也是格芯的業(yè)務重點，因為格芯的戰(zhàn)略目標是成為差異化、功能豐富的領先技術供應商，以推動世界的數字化轉型。
6G是指第六代無線通信技術。6G的速度將大大超過5G，能夠以每秒100Gb/s的速度傳輸大量數據，幾乎或完全消除了有效延遲或滯后時間。
6G的高速傳輸性能將催生全新的應用和行為方式。格芯移動和無線基礎架構戰(zhàn)略業(yè)務部門副總裁兼首席技術官Peter Gammel博士表示：“其中一個例子是全息遠程呈現(xiàn)，使用6G網絡后可在任何地方投射出一個人或物體的虛擬‘數字雙胞胎’，即全動態(tài)、實時的逼真3D圖像，并附帶相關的音頻，仿佛就是被投射的人員親臨現(xiàn)場，這樣就不會像使用Zoom開會那樣疲勞了！”
Gammel表示，6G技術還將通過無數種方式改變世界。Gammel表示：“新冠肺炎疫情期間，人們逐漸熟悉了遠程醫(yī)療的概念，而6G技術可以將其提升到全新的高度。例如，在機器人手術中，栩栩如生的3D圖像不僅可以指導外科醫(yī)生完成極具挑戰(zhàn)性的手術，而且外科醫(yī)生可以在位于距離患者數千英里的地方使用機器人進行操作。6G還將促進人工智能在網絡中的普遍應用，涵蓋邊緣、客戶網絡及核心網絡，以提高效率、速度，降低成本�！�
6G技術挑戰(zhàn)與機遇
6G系統(tǒng)的技術標準尚未制定，但最初的6G頻率范圍可能在50GHz至200GHz左右，最初的應用預計在6G范圍的低端，接近5G范圍的高端。這是射頻頻譜中速度極快且不擁擠的區(qū)段，但這些毫米波（mmWave）頻率具有某些特性，給6G系統(tǒng)的技術開發(fā)和經濟成本帶來了挑戰(zhàn)。
一個主要的技術挑戰(zhàn)是需要高能效LNA放大器（無線系統(tǒng)的關鍵部件），以放大低功率6G信號，同時避免信噪比大幅降低，因為信噪比是實現(xiàn)無差錯性能的關鍵。
另一個技術挑戰(zhàn)是需要準確的毫米波設備仿真和模型，以及經過硬件驗證的工藝設計套件（PDK），以成功實現(xiàn)經濟高效的半導體設計和生產。這是高頻領域一個亟待填補的重要空白。但是，最大的問題在于毫米波會被大氣中的水蒸氣和氧分子吸收，所以傳播損耗較大，因此找到提高收發(fā)器空中輸出功率的方法至關重要。另一個傳播挑戰(zhàn)是毫米波很容易被墻壁、樹木和其他物體阻擋。
這些傳播挑戰(zhàn)意味著，6G網絡將需要許多彼此非常接近的基站和小型蜂窩站點來中繼轉發(fā)信號。鑒于這些密集網絡需要大量的半導體，經濟方面的考量將至關重要。
Gammel表示，解決上述挑戰(zhàn)需要用到格芯產品的優(yōu)勢，包括：
- 22FDX?和22FDX+ FD SOI解決方案，它們將射頻、模擬、嵌入式存儲器和先進的邏輯結合在同一芯片中，具有動態(tài)電壓調整和出色的設計靈活性，可實現(xiàn)峰值性能和高能效。客戶可使用FDX完成各種任務，例如將數據轉換器、LNA、功率放大器（PA）和開關等前端模組（FEM）元件與收發(fā)器集成在一起。
- 格芯的RF SOI解決方案系列，用于5G基站和智能手機的集成FEM和波束成形器。
- 格芯的鍺硅（SiGe）BiCMOS解決方案系列，用于Wi-Fi和毫米波FEM
Gammel表示：“6G為我們展示了基于集成技術解決方案的愿景，而格芯在這方面已經擁有無可爭議的領導地位。這些經濟高效的成熟解決方案的優(yōu)勢在于，它們的能力遠未達到極限。解決方案的性能可以隨著無線行業(yè)的發(fā)展而不斷擴展，從5G高頻端延伸到6G頻率范圍。客戶不必使用新技術和特殊材料，就能獲得所需的性能。成熟、可投入生產且經濟高效的硅基技術將為客戶提供出色的性能。”
與領先6G研究機構開展合作
格芯通過公司開展的“大學合作計劃”積極推動6G電路和系統(tǒng)研究，授予選定的大學團隊技術使用權，這些團隊與格芯的研發(fā)團隊密切合作，并分享研究成果。
“大學合作計劃”規(guī)模龐大、影響廣泛。格芯外部研發(fā)管理副總監(jiān)Bika Carter表示：“我們與全球超過35所大學開展合作，涉及包括6G在內的多個技術領域。我們衡量學術合作伙伴質量的一個重要標準是經過同行評審的已發(fā)表論文，我們合作伙伴的論文發(fā)表數量巨大，而且還在不斷增長。2019年和2020年，合作機構的教授發(fā)表了200多篇有關我們技術的論文。我們在22FDX、45RFSOI、硅鍺（SiGe）和硅光子技術方面均擁有活躍的高校研究項目�！�
格芯移動和無線基礎設施首席技術官辦公室高級總監(jiān)Ned Cahoon與格芯“大學合作計劃”內許多從事6G技術研究的教授開展了密切合作。Cahoon表示：“格芯是毫米波領域的技術領導者，因此我們尋求合作的教授和學術項目，都正在研究解決我們認為最為關鍵的6G電路和系統(tǒng)問題，格芯差異化的技術可以解決這些問題，例如100GHz以上頻率的前端（FE）電路。與我們開展合作的教授均為各領域的知名專家，擁有卓越的學術成就，我們以合作伙伴的形式開展工作。教授與我們分享研究成果，而格芯則提供多項目晶圓技術來幫助他們進一步開展研究工作�！�
對硅芯片的前景堅信不疑
格芯的學術伙伴之一是加州大學圣地亞哥分校的特聘教授和無線通信行業(yè)特聘主席Gabriel Rebeiz博士。Rebeiz教授是美國國家工程院院士和IEEE會士。他是通信和國防系統(tǒng)集成相控陣領域的領軍者，也是首個將MEMS和微加工引入射頻/微波領域的學者。
在加州大學圣地亞哥分校，Rebeiz教授團隊領導了用于相控陣應用的復雜RFIC的開發(fā)。Rebeiz教授的相控陣工作現(xiàn)在被大多數開發(fā)復雜通信和雷達系統(tǒng)的公司所采用，約有100名博士生和博士后研究員在他的教導下畢業(yè)。
目前，Rebeiz教授的學生從事一系列廣泛的研究項目，從45RFSOI的寬帶系統(tǒng)到140GHz相控陣。Rebeiz教授表示：“在6G出現(xiàn)之前，將有24GHz、28GHz、39GHz和46GHz的芯片用于5G通信，所以我們正在研究各種寬帶芯片，使用了未來將擴展到6G設備的相同工藝和技術。這些項目都具有高風險、高回報的特點，我們的工作推動了科技發(fā)展的進步。在我們開展研究的過程中，格芯一直是很好的合作伙伴。我們涉足于廣泛的技術領域，格芯為我們的創(chuàng)新工作提供了大力支持�！�
Rebeiz教授表示，他堅信硅芯片是5G高頻段以及高達約220GHz的6G應用的理想解決方案。例如，Rebeiz教授的團隊最近在正向路徑傳輸模塊（FPTM）中采用格芯的技術，能夠在140GHz實現(xiàn)12dBm的輸出功率，效率為11-12%。Rebeiz教授表示：“對于點對點通信來說，這是一個非常驚人的數據，因為目前的品質因數為6dBm，但我們在140GHz也實現(xiàn)了！
由于密集6G網絡所需的元件數量大幅增加，要建造實用的系統(tǒng)，就必須降低每個元件所需的功率，目前28GHz下每個元件為20dBm，未來可能只需要3-6dBm。因此，毫無疑問，對于任何陣列應用來說，像22FDX這樣的高能效硅芯片技術將在100GHz以上頻率占據主導地位�！�
當然，許多挑戰(zhàn)依然存在，封裝和測試是關鍵需求，Rebeiz教授表示：“未來我們該怎么做才能實現(xiàn)經濟高效的測試？沒有人愿意測試高達140GHz的頻率，因為這項工作過于困難和昂貴，但不測試就無法取得進步。”不過，這項工作對Rebeiz教授的學生來說是一個很好的機會。
Rebeiz教授說：“我和學生都喜歡硬件，我們喜歡發(fā)明新東西。我的學生所從事的工作對世界的發(fā)展至關重要，因此，對他們來說目前確實是一個黃金時代。”
查詢進一步信息，請訪問官方網站 http://www.globalfoundries.com.cn。（Lisa WU, 365PR Newswire）
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