如今，通訊技術(shù)的發(fā)展那是越來越迅速，曾幾何時(shí)，我們還在使用著2G、3G手機(jī)打電話，發(fā)短信，轉(zhuǎn)眼之間，4G就得到廣泛普及了，再這么一轉(zhuǎn)眼，全球都在布局5G、6G的賽道，特別是6G，可以說是尤為激烈。

近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)(以下簡(jiǎn)稱“中國(guó)科大”)網(wǎng)站對(duì)外發(fā)布，中國(guó)科大在6G濾波器領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。該研究成果由微電子學(xué)院左成杰教授研究團(tuán)隊(duì)在鈮酸鋰(LiNbO3)壓電薄膜上設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了Q值超過100000的高頻(6.5 GHz)微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)諧振器，與文獻(xiàn)中現(xiàn)有的工作相比，把Q值提升了2個(gè)數(shù)量級(jí)。

其中，左成杰教授為論文通訊作者，微電子學(xué)院博士生戴忠斌為論文第一作者。此項(xiàng)研究工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和中央高?；究蒲谢鸬馁Y助，也得到了中國(guó)科大微電子學(xué)院、中國(guó)科大微納研究與制造中心、中國(guó)科大先進(jìn)技術(shù)研究院和中國(guó)科學(xué)院無線光電通信重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的支持。

據(jù)悉，相關(guān)成果以“Ultra HighQLithium Niobate Resonator at 15-Degree Three-Dimensional Euler Angle”為題于5月16日在線發(fā)表在電子器件領(lǐng)域知名期刊IEEE Electron Device Letters上。

研究人員提出了一種基于三維歐拉角α在x-cut單晶鈮酸鋰壓電薄膜上設(shè)計(jì)并制備高頻MEMS諧振器的方法。通過設(shè)計(jì)諧振器的電極結(jié)構(gòu)，工作于6.5 GHz的S1振動(dòng)模態(tài)被激發(fā)，并且當(dāng)聲波傳播方向(α)位于15°時(shí)，諧振器并聯(lián)諧振頻率(fp)處的品質(zhì)因數(shù)(Qp)高達(dá)131540，對(duì)應(yīng)的諧振器優(yōu)值k2·Qp和fp·Qp分別達(dá)到6300和8.6×1014Hz(圖1)。

5G競(jìng)賽中，中國(guó)走在了世界前沿遙遙領(lǐng)先，但是5G還未搞明白，全球就已經(jīng)開始布局6G了。目前，全球6G技術(shù)均在研究起步初級(jí)階段，競(jìng)爭(zhēng)也是異常激烈。特別是西方一些國(guó)家，因?yàn)?G的挫敗讓他們黯然失色，都想在6G技術(shù)上扳回一局。

當(dāng)然了，我國(guó)的6G技術(shù)也不甘示弱，接連取得好成績(jī)。近期，中國(guó)科技大學(xué)又在6G關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域取得了重大成果，這項(xiàng)技術(shù)的突破，為我國(guó)帶來什么好處?

5月21日，中科大官方公布了微電子學(xué)院左成杰教授團(tuán)隊(duì)的6G新成果，該團(tuán)隊(duì)成功在鈮酸鉀壓電薄膜上設(shè)計(jì)并且實(shí)現(xiàn)了Q值超過100000的高頻微機(jī)電系統(tǒng)諧振器。該新型諧振器把Q值提升了2個(gè)數(shù)量級(jí)，并且首次突破了諧振頻率與Q值乘積(f·Q)這一難以同步提升的諧振器優(yōu)值極限。

也許看到這個(gè)大家還不太明白，簡(jiǎn)單點(diǎn)來說，就是6G濾波器核心技術(shù)被中科大科研團(tuán)隊(duì)突破了。而6G濾波器就是處理信號(hào)的一種器件，其主要作用就是：使信號(hào)中特定的頻率成分通過，且濾除干擾噪聲或進(jìn)行頻譜分析。

未來，下一階段無線通信發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，就是工作于6GHz的高品質(zhì)因數(shù)(Q值)聲波諧振器以及高性能濾波器，這也是發(fā)展6G技術(shù)必需要自主可控的基礎(chǔ)射頻元器件和芯片。

眼看著國(guó)際社會(huì)上6G 發(fā)展如火如荼，我國(guó)自然也不能落后。中科大，作為我國(guó)科研實(shí)力非常強(qiáng)勁的高校之一，也是名副其實(shí)，不負(fù)眾望，成功在6G濾波器技術(shù)上實(shí)現(xiàn)突破。那么，中科大的成就，究竟能給我國(guó)帶來怎樣的影響呢?

2022年5月下旬，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)官方網(wǎng)站對(duì)外宣布，本校在6G濾波器領(lǐng)域取得重大進(jìn)展。具體來說，中科大微電子學(xué)院左成杰教授帶領(lǐng)著自己的研究團(tuán)隊(duì)，成功在鈮酸鉀壓電薄膜上設(shè)計(jì)并且實(shí)現(xiàn)了Q值超過100000的高頻微機(jī)電系統(tǒng)諧振器。

寫了這么多，想必大家都沒有看懂，其實(shí)沒關(guān)系，我們只要知道一點(diǎn)就行了，這項(xiàng)成就突破的是6G濾波器核心技術(shù)。那么，又究竟什么是6G濾波器呢?其實(shí)要知道，日常我們接受的通訊信號(hào)，本身是會(huì)有不少雜音的，但是為什么我們使用感覺還良好呢?這就是濾波器的功勞了。

濾波器主要的作用就是對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，6G濾波器就是對(duì)6G信號(hào)進(jìn)行處理的器件。看樣子，中科大突破6G濾波器核心技術(shù)，這項(xiàng)成就不可謂不重要。那么，這樣重要的成就，究竟能夠給我國(guó)帶來怎樣的影響呢?

2022年3月8日，我國(guó)工信部相關(guān)人員公開透露，目前我國(guó)已經(jīng)建成142.5萬個(gè)5G基站，今年有希望可以突破200萬個(gè)。此外，我國(guó)據(jù)說還要繼續(xù)加大對(duì)相關(guān)關(guān)鍵核心技術(shù)的攻關(guān)力度，還需要提前考慮，提前謀劃下一代通訊技術(shù)，也就是6G的研究發(fā)展。

如今，我國(guó)專門處理6G信號(hào)的6G濾波器再次突破關(guān)鍵核心技術(shù)，未必不能加速我國(guó)6G通訊技術(shù)的發(fā)展。

根據(jù)日經(jīng)中文網(wǎng)2022年1月29日?qǐng)?bào)道，日本在當(dāng)天宣布將和美國(guó)進(jìn)行合作，這次又要合作什么呢?就是下一代通訊標(biāo)準(zhǔn)6G無人化技術(shù)，爭(zhēng)取早日建成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，爭(zhēng)取在2030年前后實(shí)現(xiàn)6G的普及。

如今，我國(guó)突破了這么重要的6G濾波器技術(shù)，未來，未必就不能將我國(guó)6G發(fā)展拉上快車道，未必就不能沖破美國(guó)和日本為6G無人化設(shè)置的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)壁壘，未必不能減輕我國(guó)在6G方面被卡脖子的風(fēng)險(xiǎn)。

2022年5月20日18點(diǎn)30分，記住這個(gè)偉大的日子，我國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心使用長(zhǎng)征二號(hào)丙運(yùn)載火箭，采取“一箭三星”的方式，將三顆低軌道通訊試驗(yàn)衛(wèi)星成功發(fā)射升空，順利進(jìn)入預(yù)定軌道，開始通訊技術(shù)試驗(yàn)驗(yàn)證。

這次低軌道通訊試驗(yàn)衛(wèi)星試驗(yàn)，其實(shí)是著名的6G通訊技術(shù)試驗(yàn)，如今，我國(guó)在最重要的6G信號(hào)處理器上面實(shí)現(xiàn)突破，未必就不能進(jìn)一步促進(jìn)實(shí)現(xiàn)我國(guó)如今6G通訊衛(wèi)星的發(fā)展，未必就不能促進(jìn)我國(guó)未來6G衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的普及。

任何智能科技產(chǎn)品，一旦沒有芯片的加持，就無法運(yùn)行，猶如一堆破銅爛鐵。中國(guó)每年都要花2萬億去外國(guó)購(gòu)買芯片，芯片已經(jīng)成為了中國(guó)第一大進(jìn)口商品，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過石油。

據(jù)海關(guān)總署統(tǒng)計(jì)，2021年，我國(guó)進(jìn)口集成電路6354.8億個(gè)，同比增長(zhǎng)16.92%，進(jìn)口金額約2.8萬元，同比增漲23.59%。要知道，我國(guó)2021年整年進(jìn)口貨物價(jià)值17.37萬億元，也就是說芯片占到總進(jìn)口金額的16%。

此外，北京大學(xué)、華中科技大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、武漢大學(xué)、云南大學(xué)、湖南大學(xué)等多所高校在芯片領(lǐng)域上，都取得了重要突破。比如，北京大學(xué)彭練矛團(tuán)隊(duì)在以石墨烯為基礎(chǔ)的碳基領(lǐng)域取得突破，華中科大李一偉教授團(tuán)隊(duì)研制出穩(wěn)定高效且有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的類器官培養(yǎng)芯片，武漢大學(xué)發(fā)布了全球首款基于RISC-V高精度室內(nèi)定位音頻芯片，云南大學(xué)成功突破硫化鉑和石墨烯融合，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士團(tuán)在光量子芯片研究中取得重要進(jìn)展中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)……總之，近兩年來我國(guó)多所高校在芯片方面取得了一系列技術(shù)突破，相當(dāng)鼓舞人心。

相信不久的未來，我們一定可以解決“芯片”卡脖子難題。