摘要:中国科学家在6G无线通信领域取得里程碑式突破,北京大学与香港城市大学联合团队研发的超宽带光电融合集成系统,通过光电融合架构与薄膜铌酸锂材料创新,首次实现0.5GHz至115GHz全频段高速无线通信,传输速率达50-100Gbps(较5G提升2-3个数量级),并
中国科学家在6G无线通信领域取得里程碑式突破,北京大学与香港城市大学联合团队研发的超宽带光电融合集成系统,通过光电融合架构与薄膜铌酸锂材料创新,首次实现0.5GHz至115GHz全频段高速无线通信,传输速率达50-100Gbps(较5G提升2-3个数量级),并集成AI算法实现动态频谱管理 。该成果发表于《自然》杂志,标志着中国在6G核心技术领域跻身全球第一梯队。
一、技术突破:从“频段固化”到“全域贯通”
传统通信设备受限于电子学硬件的频段隔离特性,需为每个频段单独设计器件,导致成本高、复杂度大且难以动态调度。研究团队以光子学为核心突破路径,通过薄膜铌酸锂材料平台将电信号转换为光信号处理,利用光的超大带宽特性覆盖从微波到太赫兹的近8个倍频程频谱。其核心器件集成光电振荡器能在任意频点生成低噪声载波,彻底解决传统倍频技术的噪声累积问题,使高频段(如100GHz以上)信号质量与低频段持平 。
该系统的全频段兼容能力可支撑多场景需求:在高密度接入环境(如演唱会、体育场馆)中,通过动态切换频段规避干扰,确保万人同时接入无阻塞;在复杂地形(如地下车库、摩天大楼)中,可智能选择穿透性强的低频段或高带宽的高频段,实现无缝覆盖 。
二、产业落地:政策驱动与生态构建
中国将6G作为国家战略重点推进,2025年政府工作报告首次将其列为“未来产业”,工信部通过IMT-2030推进组统筹技术研发,发布50余项研究成果并开展通感一体化、无线AI等关键技术测试 。产业链布局已从实验室走向应用试点:
- 技术验证:紫金山实验室建成全球首个6G通智感融合外场试验网,在南京实现低空物流、远程手术等场景的商业化测试。例如,无人机配送效率较传统方式提升2-3倍,远程手术时延压缩至亚毫秒级,精度媲美现场操作 。
- 区域协同:上海市松江区打造“6G信通智谷孵化器”,集聚创远信科、移远通信等企业,推动芯片、模组、卫星互联网等产业链环节协同创新,已孵化15家涵盖高性能芯片、MEMS技术的企业 。
- 国际合作:中国主导的通智感融合技术纳入ITU-R 6G愿景草案,并与欧盟、韩国等在频谱规划、标准制定等领域开展深度合作,推动形成“区域适配”的全球频谱分配方案 。
三、全球竞争:专利优势与生态博弈
中国在6G研发中展现出显著的先发优势:截至2025年,6G专利申请量占全球40.3%,华为、中兴等企业包揽全球专利申请人前两名。此次北大团队的成果与华为“天罡T1”太赫兹终端原型机(20Gbps传输、穿墙损耗降低40%)、紫金山实验室1.2Tbps太赫兹通信系统形成技术矩阵,覆盖从基础网络到终端应用的全链条 。
面对美欧等国家的技术联盟竞争(如十国联合声明试图主导标准制定),中国通过自主创新+开放合作双轨策略应对:一方面,依托IMT-2030推进组等平台强化核心技术攻关;另一方面,通过参与Hexa-X、6G Forum等国际项目,推动“中国方案”融入全球标准体系 。
四、未来图景:从“万物互联”到“全域智联”
6G的核心价值不仅在于速率提升,更在于构建通信、感知、计算、AI深度融合的智能基础设施。例如:
- 工业互联网:在智能工厂中,6G网络可实现机械臂协同误差小于1毫米、AGV调度时延低于10微秒,支撑柔性制造与实时质量控制 。
- 空天地一体化:中信科移动的6G星地融合样机使手机直连卫星成为现实,未来在远洋航行、极地科考等场景中可实现4K直播与远程医疗。
- 具身智能:华为发布的6G-ISAC框架,通过无线电网络实时构建物理世界模型,使基站、终端进化为“能感知、会行动”的智能体,支撑自动驾驶、智慧城市等场景。
中国工程院院士张平预测,6G商用可能在2030年左右启动,需通过5.5G技术过渡实现平滑升级 。当前,中国正以“通信+AI”试验网为依托,分阶段推进城市级规模验证,目标在2030年前后建成覆盖全域、支持万亿级连接的6G网络,为全球数字经济发展提供“中国范式”。
来源:阳光速览