近期村田、东京科学大学、台湾的学界与产业界先后在 D 波段附近放出三条消息——天线模块、相控阵收发机、低成本太赫兹 SoC片上系统方案方向不同落点都是同一段频谱支持 D 波段、W 波段的前端模块正成为 6G第六代移动通信研究里学界与产业界共同的研究重点。为什么 6G 要把频率推向 150GHz因为现网频段能给出的连续带宽已经难以满足下一代业务对速率的预期。频段管带宽前端模块管把高频信号收发做出来光模块管把带宽从天线背后接进网络。这篇把 6G 的频率坐标讲清楚再看三条进展各自走到哪一步最后落到光通信产业链。01频率坐标为何抬高通信系统提速有两条路把频谱用得更高效或者把频带拉得更宽。低频段的问题是太挤广播、卫星、Wi-Fi、运营商网络挤在同一段频谱里能腾出来的连续带宽很有限。国际电信联盟ITU2023 年批准的 IMT-2030 框架建议书 ITU-R M.2160 给出的判断是面向 2030 年及以后的新业务将受益于数十 GHz 的连续带宽需要考虑 92GHz 以上的更高频段IMT-2030 预计使用的频率范围从 1GHz 以下一直用到 100GHz 以上。▲ 图 1 6G 研究相关频段坐标抬高频率的代价很直接频率越高、波长越短传播损耗越大、绕射能力越弱覆盖半径明显缩水。工程上的补偿办法是相控阵——几十上百个天线单元协同工作把能量聚成可用电信号转向的窄波束用高增益把链路预算补回来。而要在手机和基站的体积与成本预算内把这套东西做出来难点集中在前端模块功率放大器、低噪声放大器、混频器、滤波器、天线这些高频器件正是在 100GHz 以上频段做通信的第一道关卡也是研究重点落在这里的原因。02D 波段与 W 波段是什么DIGITIMES Asia 10 月 7 日的报道把镜头对准了台湾全球通信业迈向 2030 年前后的 6G 时代当地学界与产业界推进的低成本太赫兹 SoC片上系统方案正在成形。报道里说的太赫兹THz通常指0.1-10THz的频段1THz1000GHz。D波段的130-150GHz 换算过来是0.13-0.15THz刚跨过0.1THz这条线落在太赫兹的下沿常被称作亚太赫兹。W波段的77-95GHz还没跨过去位置更低。这两个波段眼下的热度看两条新进展就知道村田制作所10月5日公告了一款D波段天线模块——基板用自家的LTCC低温共烧陶瓷波束赋形IC控制多天线波束方向的芯片由合作方比利时微电子研究中心imec提供东京科学大学用成熟的65nm CMOS互补金属氧化物半导体工艺做出D波段相控阵收发机验证速率144Gbps面向6G终端。这两个波段落到电路里难度集中在工艺上硅基工艺的晶体管增益随频率升高一路下滑增益、功耗、成本要反复权衡。开头报道里的「低成本」说的就是权衡之后的出路——把射频前端尽量集成进一颗SoC用成熟的硅基工艺把成本摊薄。不管是LTCC、CMOS、还是SoC方案三条线走的是同一条路用成熟工艺把亚太赫兹做便宜等标准落定。03高频之后压力给到光这些进展跟光模块的关系看数字就知道东京科学大学验证的 144Gbps离开射频域之后由光纤承载——基站前传基站与机房之间的传输段、回传、数据中心互连的带宽需求跟着无线侧一起抬。无线空口每抬一档频率光互连就要跟进一档带宽。前面说过频率越高、覆盖半径越小。D 波段、W 波段的 6G 小区只能密集部署——站址变多拉到每个站点的光纤前传链路就变多光模块的用量跟着站址数涨速率跟着空口带宽提。对做光模块的人来说接下来值得盯三件事。第一件盯标准ITU 框架建议书之后什么时候 D 波段写进正式的 6G 标准文件什么时候才谈得上投入。第二件盯成本村田的 LTCC 基板、东京科学大学的 65nm CMOS走的都是成熟工艺摊薄成本的路线——什么时候太赫兹器件从实验室报价降到量产报价这条路就算走通。第三件盯配套亚太赫兹频段的测试仪表、器件封装、互连损耗光模块行业要提前补的功课都在这些地方。04写在最后数 GHz 到 28GHz 是现网的阵地77-95GHz 的 W 波段和 130-150GHz 的 D 波段是 6G 研究当下的焦点300GHz 的亚太赫兹实验也已经开场。6G 把频率推向 150GHz承载这份带宽的还是光模块。对光通信从业者而言这是一条值得持续关注的长期赛道未来 6G 无线与光通信的边界会进一步融合亚太赫兹相关模块或将成为继800G、1.6T之后下一代光模块产业的新故事。 作者声明仅作行业资讯分享不构成任何投资建议。