جهت توسعه دیودها در فناوری ارتباطات 6G چیست؟

1 ، فرکانس بالا و سرعت بالا {1} سرعت: نوآوری دستگاه که از طریق محدودیت های فیزیکی شکسته می شود
ارتباط 6G Terahertz (0.1-10 THz) نیازهای عملکرد بی سابقه ای را برای دیودها ارائه می دهد. دیودهای سنتی Schottky در باند فرکانس موج میلی متر به محدوده نظری خود نزدیک می شوند ، در حالی که سیستم های جدید مواد مبتنی بر نیترید گالیم (GAN) و کاربید سیلیکون (SIC) فضای جدیدی را باز می کنند. به عنوان مثال ، دیود Terahertz مبتنی بر GAN که توسط آزمایشگاه کوهستانی بنفش ساخته شده است می تواند با بهینه سازی ساختار چاه کوانتومی ، افزایش فرکانس برش به 3 THz و کاهش خازن انگلی به زیر 0.1 PF ، از یک انتقال حامل 100 گیگابیت در ثانیه پشتیبانی کند.
در سطح فرآیند ، فناوری ادغام سه بعدی به یک پیشرفت مهم تبدیل شده است. محلول "آنتن قابل تنظیم سطح تراشه" که توسط ZTE پیشنهاد شده است ، دیودهای پین را با مواد کریستالی مایع و مواد پیزوالکتریک بر روی یک تراشه واحد ادغام می کند و به صورت پویا الگوی آنتن را از طریق کنترل میدان الکتریکی بازسازی می کند. این طرح تعداد آنتن ها را در ایستگاه های پایه 6G 60 ٪ کاهش می دهد و راندمان طیفی را سه بار افزایش می دهد و راه را برای استفاده تجاری بزرگ- استفاده تجاری از ارتباطات تراهرتز پاک می کند.
2 ، سنجش یکپارچه: از پردازش سیگنال گرفته تا ادراک محیطی
ویژگی "سنجش ​​یکپارچه" 6G نیاز به دیودها دارد تا عملکردهای ارتباطی و سنجش داشته باشند. کاربرد نوآورانه دیودهای چاه کوانتومی (QWDS) راه حلی برای این کار ارائه می دهد. محققان با کنترل دقیق ساختار باند چاههای چند کوانتومی INGAN/GAN ، به همپوشانی طیفی 26.9 نانومتر بین طیف انتشار و طیف تشخیص رسیده اند. این ویژگی "خودآفرین" یک دیود واحد را قادر می سازد تا همزمان سیگنال های نوری را منتقل کند و نور محیط را تشخیص دهد ، و پایه و اساس تراشه های یکپارچه را برای ارتباط و ادراک نور مرئی فراهم می کند.
در کاربردهای خاص ، سیستم یکپارچه نوری گالیم نیترید نوری (MGOS) که توسط چین موبایل ساخته شده است ، ارتباط نوری دو طرفه را با 2 کیلوبیت بر ثانیه به دست آورده و می تواند تغییرات در شدت نور 0.1 لوکس را حس کند. اگر این فناوری برای شبکه 6G وسیله نقلیه اعمال شود ، می تواند وسایل نقلیه را قادر به دستیابی به ارتباطات V2X از طریق چراغهای جلو LED کند ، در حالی که از تغییر در شدت نور برای تشخیص موانع جاده استفاده می کند و تأخیر ارتباطی را از 10 میلی ثانیه در 5G تا زیر 0.1 میلی ثانیه فشرده می کند.
3 ، درون زا هوشمند: از مؤلفه های منفعل گرفته تا شرکت کنندگان فعال
معماری "هوش درون زا" از 6G تکامل دیودها را به سمت برنامه نویسی و سازگاری ترویج می کند. مفهوم "دیود ارتباط معنایی" که توسط دانشگاه جنوب شرقی پیشنهاد شده است ، الگوریتم های هوش مصنوعی را در سطح دستگاه تعبیه می کند تا دیود را برای شناخت خودمختار ویژگی های سیگنال و تنظیم حالت کار خود فعال کند. به عنوان مثال ، هنگام برخورد با ترافیک ناگهانی در اینترنت صنعتی اشیاء ، آرایه دیود می تواند به صورت پویا در حالت قدرت کم- یا حالت سرعت بالا {4} تنظیم شود و در نتیجه 40 درصد افزایش نسبت راندمان انرژی ایجاد شود.
برش بیشتر - اکتشافات Edge در زمینه دیودهای عصبی متمرکز است. ساختار هیبریدی دیود Memristor که توسط دانشگاه پست ها و ارتباطات پکن ساخته شده است ، انعطاف پذیری سیناپس های مغز انسان را شبیه سازی می کند و به پاسخ به سطح میلی ثانیه در برنامه ریزی سیگنال ایستگاه پایه 6G می رسد. این آرایه دیود هوشمند می تواند مصرف انرژی ایستگاه پایه را 35 ٪ کاهش دهد و 10 برابر چگالی اتصال 5G را پشتیبانی کند.
4 ، سازگاری شدید محیط زیست: حمایت از ادغام هوا ، فضا ، زمین و دریا
تقاضا برای پوشش "آسمان ، زمین و دریا" 6G یک چالش شدید برای قابلیت اطمینان دیودها ایجاد می کند. در سناریوی ارتباطات ماهواره ای ، دیود GAN مقاوم در برابر تابش که توسط شرکت علوم و فناوری هوافضا چین ایجاد شده است ، با معرفی یک بستر کاربید سیلیکون و یک لایه اتلاف گرما الماس ، مقاومت در برابر تابش دوز خود را در برابر 100 MRAD افزایش داده است. دامنه دمای عملیاتی تا -55 درجه تا 200 درجه افزایش یافته است که می تواند نیازهای 10 ساله ماهواره های مدار کم را برآورده کند.
برای ارتباطات دریایی Deep- ، دستگاه کامپوزیت دیود سرامیکی پیزوالکتریک که توسط انستیتوی آکوستیک آکادمی علوم چینی ساخته شده است ، به طور مستقیم سیگنال های آکوستیک زیر آب را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند ، و از بین می رود-} انتهای انتهای انتقال دهنده های سنتی. در آزمایش دریای عمق 2000 متری ، این دستگاه با سرعت 10 کیلوبیت بر ثانیه به انتقال پایدار و کاهش مصرف برق 70 ٪ در مقایسه با راه حل های سنتی دست یافت و پشتیبانی کلیدی را برای ساخت شبکه های مشاهده 6G در زیر آب فراهم کرد.
5 ، بازسازی اکولوژیکی صنعتی: از مؤلفه ها گرفته تا راه حل های سیستم
توسعه دیودها باعث بازسازی ارزش زنجیره صنعت ارتباطات می شود. مفهوم "موتور فوتون" که توسط هواوی ارائه شده است ، دیودهای لیزر ، فوتودکتور و تراشه های DSP را در یک بسته واحد ادغام می کند و مصرف برق ماژول های نوری 6G را 50 ٪ کاهش می دهد و اندازه آنها را به یک- سوم محصولات 5G کاهش می دهد. این نوآوری در سطح سیستم دیودها را از یک مرکز هزینه به یک مرکز ایجاد ارزش تبدیل می کند ، و انتظار می رود که تا سال 2030 ، دیودهای انتهایی {7} بالا ، بیش از 15 ٪ از هزینه بمب ایستگاه های پایه 6G را تشکیل دهند.
در سطح تنظیم استاندارد ، 3GPP در مشخصات نسخه 6G R18 "پروتکل رابط دیود هوشمند" را شامل می شود ، و به دیودها نیاز دارد تا از تغییر پویا حداقل 16 حالت کار پشتیبانی کنند. این امر باعث شده است که غول های بین المللی مانند نیمه هادی و ROHM برای تسریع در طرح خطوط تولید دیود قابل برنامه ریزی ، و انتظار می رود اولین تراشه دیود هوشمند که مطابق با استاندارد 6G است ، در سال 2026 راه اندازی شود.

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