Kokia yra diodų kūrimo kryptis 6G ryšių technologijoje?

1, Aukštas dažnis ir aukštas - greitis: įrenginio naujovė, kuri peržengia fizines ribas
6G terehertz komunikacija (0,1–10 THz) pateikia precedento neturinčius diodų veiklos reikalavimus. Tradiciniai Schottky diodai artėja prie jų teorinių milimetrų bangų dažnių juostos ribų, o naujos medžiagos sistemos, pagrįstos „Gallium“ nitridu (GAN) ir silicio karbidu (SIC), atveria naują erdvę. Pvz., GAN pagrįstas terehertz diodas, kurį sukūrė purpurinės kalnų laboratorija, gali palaikyti 100 Gbps vieno nešiklio perdavimo greitį, optimizuodama kvantinės šulinio struktūrą, padidindama ribinį dažnį iki 3 THz ir sumažinant parazitinę talpą iki mažesnės nei 0,1 pf.
Proceso lygmeniu 3D integracijos technologija tapo pagrindiniu proveržiu. „CHTE“ siūlomas „lusto lygio pertvarkymo antenos“ sprendimas integruoja kaiščių diodus su skystųjų kristalų ir pjezoelektrinėmis medžiagomis ant vieno lusto ir dinamiškai rekonstruoja antenos modelį per elektrinio lauko valdymą. Šis dizainas sumažina 6G bazinių stočių antenų skaičių 60% ir padidina spektrinį efektyvumą tris kartus, išvalydamas kelią dideliam - mastelio komerciniam tererhertz komunikacijos naudojimui.
2, integruotas jutimas: nuo signalo apdorojimo iki aplinkos suvokimo
6G „integruoto jutimo“ ypatybei reikia, kad diodai turėtų tiek ryšių, tiek jutimo funkcijas. Novatoriškas „Quantum Well“ diodų (QWDS) pritaikymas suteikia tam sprendimą. Tiksliai kontroliuodami „Ingan“/„Gan“ kelių kvantinių šulinių juostos struktūrą, tyrėjai pasiekė 26,9 nm spektrinį sutapimą tarp emisijos spektro ir aptikimo spektro. Ši „savarankiško priėmimo“ charakteristika leidžia vienam diodui tuo pačiu metu perduoti optinius signalus ir aptikti aplinkos šviesą, išdėstydamas pagrindą integruotų lustų, skirtų matomam šviesos ryšiui ir suvokimui.
Konkrečiose programose „China Mobile“ sukurta nitrido optoelektroninė integruota sistema (MGO) pasiekė dvikryptį optinį ryšį esant 2 kbps ir gali pajusti 0,1 LUX šviesos intensyvumo pokyčius. Jei ši technologija bus taikoma 6G transporto priemonių tinklui, ji gali suteikti galimybę transporto priemonėms pasiekti V2X ryšį per LED priekinius žibintus, tuo pačiu panaudojant šviesos intensyvumo pokyčius kelio kliūtims aptikti, suspausdama ryšio latenciją nuo 10 ms per 5G iki 0,1 ms.
3, intelektualus endogeninis: nuo pasyvių komponentų iki aktyvių dalyvių
6G „endogeninio intelekto“ architektūra skatina diodų raidą programuojamumo ir pritaikomumo atžvilgiu. Southeasto universiteto pasiūlyta „semantinio ryšio diodo“ koncepcija įterpia AI algoritmus įrenginio lygyje, kad diodas galėtų autonomiškai atpažinti signalo ypatybes ir sureguliuoti jo darbo režimą. Pvz., Kai susiduriama su staigiu srautu pramoniniame daiktų internete, diodų masyvas gali būti dinamiškai pertvarkytas į žemą - galios režimą arba aukštą - greičio režimą, todėl energijos vartojimo efektyvumo santykis padidėja 40%.
Daugiau pjovimo - krašto tyrinėjimai yra sutelkti į neuromorfinių diodų lauką. Pekino postų ir telekomunikacijų universiteto ir telekomunikacijų sukurta memristorinio diodų hibridinė struktūra imituoja žmogaus smegenų sinapsių plastiškumą ir pasiekia milisekundžių lygio atsaką 6G bazinės stoties signalo planavime. Šis intelektualus diodų rinkinys gali sumažinti bazinės stoties energijos suvartojimą 35% ir 10 kartų didesnė už 5G jungties tankį.
4, Ekstremalus prisitaikymas prie aplinkos: oro, erdvės, žemės ir jūros integracijos palaikymas
6G „dangaus, žemės ir jūros“ paklausa kelia didelį iššūkį diodų patikimumui. Palydovinio ryšio scenarijuje radiacijos atsparus GAN diodas, kurį sukūrė Kinijos aviacijos ir kosmoso mokslo ir technologijų korporacija, padidino savo bendrą atsparumą dozės spinduliuotės atsparumui 100 MRAD, įvedant silicio karbido substratą ir deimantų šilumos išsklaidymo sluoksnį. Darbinės temperatūros diapazonas buvo padidintas iki –55 laipsnių iki 200 laipsnių, o tai gali atitikti 10 metų gyvenimo trukmės reikalavimus, susijusius su žemo orbitos palydovų reikalavimais.
Giliai - jūros komunikacijai, pjezoelektrinio keraminio diodo kompozicinio įrenginio, kurį sukūrė Kinijos mokslų akademijos akustikos institutas, tiesiogiai paverčia povandeninius akustinius signalus į elektrinius signalus, pašalindamas analoginį frontą - tradicinių transducers. 2000 metrų giliavandenių jūros bandymuose prietaisas pasiekė stabilią transmisiją esant 10 kbps ir sumažino energijos suvartojimą 70%, palyginti su tradiciniais sprendimais, suteikdamas pagrindinę paramą 6G povandeninių stebėjimo tinklų statybai.
5, Pramoninis ekologinis restruktūrizavimas: nuo komponentų iki sistemos tirpalų
Diodų vystymasis skatina komunikacijos pramonės grandinės vertės rekonstrukciją. „Huawei“ pasiūlyta „fotono variklio“ koncepcija vienoje pakuotėje integruoja lazerinius diodus, fotodetektorius ir DSP lustus, sumažindama 6G optinių modulių energijos suvartojimą 50% ir sumažina jų dydį iki vieno -} trečdalio iš 5G produktų. Ši sistemos lygio naujovė keičia diodus iš išlaidų centro į vertės kūrimo centrą, ir tikimasi, kad iki 2030 m. Aukštos - pabaigos diodai sudarys daugiau kaip 15% 6G bazinių stočių BOM išlaidų.
Standartiniame nustatymo lygyje 3GPP įtraukė „Smart Diode Interface Protocol“ į 6G R18 versijos specifikaciją, reikalaudama diodų palaikyti bent 16 veikiančių režimų dinaminį perjungimą. Tai paskatino tarptautinius milžinus, tokius kaip puslaidininkis ir ROHM, kad pagreitintų programuojamų diodų produktų linijų išdėstymą, ir tikimasi, kad pirmoji išmaniojo diodo lustas, atitinkantis 6G standartą, bus paleistas 2026 m.

https://www.trrsemicon.com/transistor/npn [{2}TRANSISTOR {[3}BC817-25.html