یک تراشه بی‌سیم با معماری کم‌هزینه ۶۵ نانومتری می‌تواند اطلاعات را با سرعت ۶۴۰ گیگابیت بر ثانیه که حدود ۱۰۰ برابر سریع‌تر از فناوری ۵G است، انتقال دهد.

پژوهشگران مؤسسه فناوری توکیو با همکاری مؤسسه ملی فناوری اطلاعات و ارتباطات(NICT) در ژاپن، یک تراشه بی‌سیم جدید با سرعت انتقال داده ۶۴۰ گیگابیتی بر ثانیه ساخته‌اند.

به نقل از آی‌ای، این تراشه را می‌توان با استفاده از فرآیند مکمل فلز-اکسید-نیمه‌رسانا(CMOS) ساخت که آن را مقرون به‌صرفه و برای تولید در مقیاس انبوه مناسب می‌کند.

ما در حال حاضر از باندهای فرکانس موج میلیمتری برای پاسخگویی به تقاضای فزاینده برای خدمات اینترنت بی‌سیم سریع استفاده می‌کنیم که می‌تواند حجم زیادی از داده را نیز پردازش کند.

نسل پنجم سرویس‌های اینترنت تلفن همراه که معمولاً با نام ۵G شناخته می‌شود، با فرکانس ۲۴ تا ۴۷ گیگاهرتز کار می‌کند و می‌تواند سرعت انتقال داده را تا ۱۰ گیگابیت در ثانیه ارائه دهد.

نسل بعدی این شبکه ارتباطی از باندهایی در محدوده فرکانسی ۱۱۰ تا ۱۷۰ گیگاهرتز استفاده خواهد کرد و تراشه‌های بی‌سیمی که بتوانند در این محدوده کار کنند نیاز به توسعه دارند. با این حال در این فرکانس‌ها، احتمال تضعیف و از دست رفتن دامنه سیگنال افزایش می‌یابد.

بنابراین تراشه باید طوری طراحی شود که اطمینان حاصل شود که سیگنال تولیدشده می‌تواند قدرت خود را حفظ کند.

تراشه ۶۴۰ گیگابیتی بر ثانیه

پژوهشگران به رهبری کنیچی اوکادا، استاد دانشکده مهندسی در مؤسسه فناوری توکیو از معماری سیلیکونی ۶۵ نانومتری برای ساخت این تراشه با پهنای باند ۵۶ گیگاهرتز استفاده کردند.

این تراشه فرستنده/گیرنده از هر دو مدار یکپارچه ارسال کننده و دریافت کننده(IC) تشکیل شده است. ابعاد قطعه فرستنده تنها ۱.۸۷ میلی‌متر در ۳.۳۰ میلی‌متر است، در حالی که ابعاد قطعه گیرنده ۱.۶۵ میلی‌متر در ۲.۶۰ میلی‌متر است.

این تراشه همچنین به طیف گسترده‌ای از تقویت کننده‌ها برای بهبود کیفیت سیگنال مجهز شده است. به عنوان مثال، تقویت‌کننده‌های کم‌نویز، قدرت سیگنال را افزایش می‌دهند و نویز و اختلال را به حداقل می‌رسانند، در حالی که تقویت‌کننده‌های توزیع‌شده خطی بودن سیگنال را بهبود می‌بخشند.

همچنین یک مبدل فرکانس تعبیه شده در تراشه اجازه می‌دهد تا فرکانس در محدوده مورد نظر قابل تنظیم باشد.

محققان برای ارزیابی قابلیت‌های این تراشه آن را با یک آنتن خارجی جفت کردند و از قالب موج‌بَر (ساختاری که امواجی چون امواج الکترومغناطیسی یا امواج صوتی را هدایت و منتقل می‌کند) به جای قالب خطی انتقال برای انتقال سیگنال استفاده کردند.

عملکرد این تراشه چگونه بود؟

پژوهشگران با استفاده از این تراشه با موفقیت خطی بودن بالایی را برای ماژولاسیون چند سطحی نشان دادند. آنها با یک سیگنال ماژوله شده با ماژولاسیون دامنه چهارگانه(۳۲ QAM) به سرعت انتقال ۲۰۰ گیگابیت بر ثانیه دست یافتند. گفتنی است که میزان خطای بیت کمتر از ۱۰ به توان منفی ۳ بود.

همچنین محققان با موفقیت به سرعت ۱۲۰ گیگابیت در ثانیه در مسافتی نزدیک به ۱۵ متر دست یافتند.

آنها برای آزمایش این تراشه در پیکربندی چند ورودی و چند خروجی، آن را به چهار فرستنده و چهار ماژول گیرنده متصل کردند، جایی که هر آنتن می‌تواند جریان داده خود را مدیریت کند. در نتیجه هر آنتن به سرعت ۱۶۰ گیگابیت در ثانیه رسید و سرعت انتقال کلی ۶۴۰ گیگابیت بر ثانیه را ارائه کرد که تا ۱۰۰ برابر سریع‌تر از سیستم‌های ۵G حال حاضر موجود در بازار است.

اوکادا در بیانیه‌ای گفت: این تراشه نویدبخش نسل بعدی سیستم‌های بی‌سیم برای پشتیبانی از خودروهای خودران، پزشکی از راه دور و تجربیات پیشرفته واقعیت مجازی است.