文：Tony
美國加州大學爾灣分校（UC Irvine）電機工程團隊最近開發出一款在 140GHz 頻段運作的無線收發器晶片，理論傳輸速度高達 120Gbps，幾乎與實體光纖網絡看齊，被研究團隊形容為「無線光纖跳線」（wireless fiber patch cord）。這項技術不僅大幅超越現有 Wi‑Fi 7 與 5G mmWave 的極限，更被視為未來 6G 乃至 FutureG 通訊協定的基礎。
▲矽晶片無線發射器
傳統高速無線晶片高度依賴數碼類比轉換器（DAC）與類比數碼轉換器（ADC），一旦速度逼近百 Gbps 級，功耗就會急劇飆升，引致晶片過熱燒毀，形成嚴重瓶頸。UC Irvine 團隊自 2020 年起重新構思電路架構，晶片採用獨特的「bits‑to‑antenna」設計，應用 22 納米完全耗盡絕緣層上矽（FD‑SOI）製程，整體功耗僅約 230 毫瓦，大大改善晶片發熱情況，讓晶片在不「燒毀」的前提下，突破過去「百 Gbps 就會過熱」的物理限制。
在發射層面，新設計完全捨棄傳統 DAC，改用三個同步子發射器直接在射頻域構建訊號，並採用 RF 域 64QAM 調變技術，大幅降低處理延遲與功耗。接收端則運用「階層式類比解調」，先在類比層逐層拆解高頻訊號，最後才進行數碼化，有效避開龐大 ADC 帶來的能耗問題。
▲無線收發器系統接收晶片
在 140GHz 的 F‑band 頻段下，這款收發器可達 120Gbps 傳輸速率，相當於每秒傳送約 15GB 資料，足以在瞬間完成下載多部 4K 影片的傳輸，速度約為 Wi‑Fi 7 理論極限 30Gbps 的 4 倍，更是 5G mmWave 5Gbps 的 24 倍。
研究團隊指出，這項技術未來可廣泛應用於資料中心內部伺服器機架間的超高速無線連接，取代數公里長的銅線佈線，大幅節省硬件、冷卻與電力成本。同時，智能城市、自動化製造、自動駕駛系統與 AI 邊緣運算等高頻寬需求場景，也能從這種「無線光纖」架構中受惠。
更重要的是，晶片只是 22 納米，應用標準半導體製程與可量產架構，意味著一旦商業化，成本有望大幅降低，有助於 6G 網絡加速成形。
