資訊在沃

光子芯片突破封鎖:中國6G技術繞道超車,自主創新引領通信新未來

   發布時間:2026-04-21 06:10 作者:朱天宇

2026年伊始,中國科研領域傳來一則重磅消息:北京大學王興軍教授團隊攜手鵬城實驗室余少華院士團隊,在6G光纖無線融合光子芯片系統研究上取得重大突破,相關成果發表于國際頂級學術期刊《自然》,一舉打破三項世界紀錄,引發全球科技界高度關注。

此前,英國《經濟學人》曾預言,美國對中國芯片產業的封鎖將適得其反,中國芯片產業終將讓世界為之驚嘆。如今,這一預言正逐步成為現實。長期以來,芯片領域遵循著“光刻機決定話語權”的規則,ASML的EUV光刻機全球獨有,美國聯合荷蘭、日本實施出口管制,試圖將中國高端芯片產業扼殺在搖籃中。然而,中國科研人員并未在光刻機這一“獨木橋”上死磕,而是另辟蹊徑,將目光投向了光子芯片。

與傳統芯片依賴電信號運算和傳輸、對制程精度要求極高不同,光子芯片利用光進行運算和傳輸,對制程精度的要求大幅降低,國內成熟的工藝平臺即可滿足需求,從而巧妙繞開了EUV光刻機的限制,讓西方國家的封鎖策略失去效力。

那么,北大團隊的此次成果究竟有何過人之處?其一,帶寬實現質的飛躍,達到250GHz以上,而當前5G帶寬僅在百兆赫茲級別,提升幅度近千倍;其二,成功突破薄膜鈮酸鋰調制器的帶寬極限,作為6G系統的核心器件,該調制器從又大又脆變得僅有幾百納米薄,且高頻傳輸穩定性大幅提升;其三,打破磷化銦探測器的響應極限,即使面對極弱的高頻光信號,也能精準捕捉。

這三項關鍵技術的突破,帶來了令人矚目的效果。光纖模式傳輸速度高達512Gbps,無線模式也達到400Gbps。團隊模擬大規模用戶接入場景時,86路8K超高清視頻同時傳輸,畫面流暢無卡頓,這在5G網絡下是難以想象的。以實際體驗為例,下載一部10GB的藍光電影,使用這套系統僅需零點幾秒,而5G網絡則需要好幾秒,這無疑是通信領域的一次質變。

此次成果的另一大亮點在于自主可控。從調制器、探測器到整體架構,該系統全程采用國產核心元器件,未依賴任何國外關鍵設備,真正實現了從技術到設備的全面國產化,為6G技術的長遠發展奠定了堅實基礎。

王興軍教授表示,這套系統在6G基站和無線數據中心場景中具有巨大潛力,有望為下一代超寬帶通信網絡提供有力支撐。這意味著,未來6G從標準制定到設備生產,中國將不再受制于人。

中國在通信領域的崛起并非一蹴而就,而是歷經三十年不懈努力的結果。從1G時代完全依賴進口設備,到2G時代逐步跟上國際步伐,再到3G時代推出具有自主知識產權的TD-SCDMA標準,盡管初期并不完美,但邁出了關鍵一步。4G時代,中國全面發力,移動互聯網深刻改變了人們的生活。進入5G時代,中國已成為全球領跑者,截至2025年6月,全國累計建成455萬個5G基站,5G用戶超過11億,這一規模在全球獨占鰲頭。

在6G領域,中國同樣早早布局,卡位戰已悄然打響。截至2025年中,中國6G專利申請量占全球40.3%,位居榜首,美國和日本分別以35.2%和9.9%緊隨其后,差距明顯。工信部在2025年6G發展大會上透露,中國已完成第一階段6G關鍵技術試驗,積累了300多項核心技術儲備。

在光子芯片領域,除了北大團隊,國內其他科研力量也在積極奮進。2024年4月,清華大學方璐課題組和戴瓊海院士課題組成功研制出“太極”光芯片,能效是英偉達H100的上千倍,相關成果發表于《科學》,引發全球關注,被外媒譽為光子計算領域的實際解決方案。2025年8月,王興軍團隊與香港城市大學合作,推出全頻段兼容的芯片方案,所有頻段均可實現50到100Gbps的無線傳輸,速度比5G快兩到三個數量級,相關成果同樣發表于《自然》。

科研成果的轉化離不開產業化的推進。2025年6月,上海交大無錫光子芯片研究院成功下線首片6英寸薄膜鈮酸鋰光子芯片晶圓,110GHz帶寬的高性能調制器芯片實現規模化量產,年產能達12000片6英寸晶圓。目前,從實驗室到中試線再到量產線的路徑已打通,研究院還計劃打造全球最大規模的光子芯片產業基地。

王興軍團隊下一步計劃將整套系統實現“單片集成”,即在一個指甲蓋大小的芯片模組上集成6G基站的收發功能。若這一目標實現,6G基站的部署成本和難度將大幅降低。

有人或許會問,光子芯片的興起是否意味著傳統半導體將被淘汰?答案是否定的。傳統芯片在消費電子、通用計算等領域仍占據主導地位,而光子芯片則憑借其高帶寬、低能耗的優勢,在通信、AI大模型訓練、量子計算等對性能要求極高的領域大放異彩。中國目前的策略是“兩條腿走路”,在繼續追趕傳統半導體技術的同時,全力推動光子芯片等新興技術的發展。二維半導體、SAQP技術、納米壓印、電子束光刻等領域也在同步推進,多條技術路線齊頭并進,為中國芯片產業的崛起增添更多可能。

中國移動已啟動6G網絡架構設計,計劃于2026年后逐步推進技術標準化和試驗網建設。全球移動通信系統協會預測,2030年前后,6G將率先在中國、歐洲、日韓等地實現商用,到2040年,全球6G連接數有望突破50億。這意味著,全息視頻通話、自動駕駛的毫秒級響應、遠程精準手術、工業互聯網的全面升級等前沿應用將逐漸走進人們的生活。

近年來,一個現象愈發明顯:外部封鎖越嚴格,中國內部的創新動力就越強勁。從華為的麒麟芯片到光子芯片,中國科技企業用實際行動證明,核心技術無法通過購買獲得,只有掌握在自己手中才能安心。面對封鎖,中國科研人員沒有退縮,而是積極尋找突破口,光子芯片領域的領先優勢便是最好的例證。如今,中國已將主動權牢牢掌握在自己手中,接下來的任務是將技術優勢轉化為產業優勢,讓科研成果真正惠及大眾。

 
 
更多>同類內容
全站最新
熱門內容