电子科大科研成果亮相国家“十二五”科技创新成就展
6月1日至7日,国家“十二五”科技创新成就展在北京展览馆举办。成果展以“创新驱动发展、科技引领未来”为主题,向公众展示国家各领域科技创新改革取得的新进展和新成果。由电子科技大学牵头,联合国内众多高校完成的“毫米波与太赫兹无线通信技术开发”成果位于十二号展馆的战略高技术展区,引起了参观者的极大关注。
“十二五”期间,在国家863计划主题项目“毫米波与太赫兹无线通信技术开发”的支持下,由电子科技大学牵头,联合东南大学、中科院上海微系统研究所、清华大学、中国科学技术大学、湖南大学、南京大学、上海交通大学、天津大学、南开大学共同攻关,在毫米波和太赫兹通信技术领域取得了多项重大突破,多项技术指标达到了国际先进甚至领先水平。这也是我校牵头的第一个经费上亿元的科研项目。
研究成果在基带信号处理方面,突破了低功耗、超高速基带信号处理关键技术,研制完成的高速基带信号处理平台支持10Gbps以上的传输速率,达到了国际先进水平,同时也为10Gbps以上的高速通信基带芯片设计奠定了基础。在60GHz毫米波射频CMOS芯片研发方面,基于硅工艺,实现国内首款毫米波单片全集成收发系统芯片,突破了芯片与天线一体化封装等技术难题,完成了关键电路、全集成收发系统、芯片与天线一体化封装及空口测试等芯片研制的全部流程。
在0.1-0.3THz频段,研制完成截止频率大于5THz的阻性二极管和容性二极管,打破了国外对我国太赫兹二极管的封锁,填补了我国太赫兹半导体器件的空白,攻克了200-700GHz的倍频器、分谐波混频器、天线、滤波器等太赫兹核心器件。在0.3-1.0THz频段,在国际上首次采用高电子迁移率晶体管与新型人工微结构阵列相结合的方法设计新型电控调制器,将该频段的调制速率提高了2个数量级。在此基础上,研制出高性能太赫兹直接调制器、太赫兹辐射源和高灵敏度太赫兹接收机等。在1.0-7.0THz频段,采用共振声子结构的有源区和高散热封装方法,设计并研制了大功率太赫兹量子级联激光器和频率匹配的太赫兹量子阱探测器,技术指标达到国际先进水平。
基于自主研制的超高速基带处理平台、裸眼3D高清视频业务装置、60GHz毫米波收发系统芯片、三个频段的太赫兹射频器件,课题组分别实现了具有完全自主知识产权的60GHz毫米波高速通信系统和三个频段的太赫兹高速通信系统。毫米波通信系统的传输速率达到3.52Gbps、传输距离5.1米,太赫兹通信系统的传输速率达到5Gbps、传输速率100米。这些具有完全自主知识产权的技术成果填补了国内空白,为我国引领未来无线通信技术的发展、抢得未来信息技术发展先机奠定了重要科学技术基础。
据悉,展览内容共分“总况、重大专项、基础研究、战略高技术、农业科技、民生科技、区域创新、大众创业万众创新、创新人才、融入全球创新网络”十个展区,全面系统展示了“十二五”特别是党的十八大以来,我国科技界和全社会取得的一批重大标志性科技成果和重要工作进展。6月3日,中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平参观了国家“十二五”科技创新成就展。
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随着地面和空间高速信息网络和互联应用的快速发展,无线通信所面临的有限频谱资源和迅速增长的高速业务需求的矛盾日益突出,已成为各国竞相解决、突破的核心科学技术问题。毫米波通信被视为5G通信革命性技术之一,可实现5G通信容量千倍递增、通信速率10Gb/s以上的愿景,有效支撑高速数据传输、虚拟现实等应用需求。太赫兹频段的频谱资源丰富,具备了传输海量数据的能力,在空间远距离与地面短距离高速通信方面具有极为重要的应用价值,世界技术先进国家高度重视太赫兹无线通信技术发展,美国将太赫兹技术列为改变未来世界的十大科学技术之一,日本将太赫兹技术列为未来十年科技战略规划十项重大关键科学技术之首。