6G संचार प्रौद्योगिकी में डायोड की विकास दिशा क्या है?
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1, उच्च आवृत्ति और उच्च - गति: डिवाइस इनोवेशन जो भौतिक सीमाओं के माध्यम से टूटता है
6G Terahertz संचार (0.1-10 Thz) डायोड के लिए अभूतपूर्व प्रदर्शन आवश्यकताओं को प्रस्तुत करता है। पारंपरिक शोट्की डायोड मिलीमीटर वेव फ्रीक्वेंसी बैंड में अपनी सैद्धांतिक सीमाओं के करीब पहुंच रहे हैं, जबकि गैलियम नाइट्राइड (GAN) और सिलिकॉन कार्बाइड (SIC) पर आधारित नई सामग्री प्रणाली नई जगह खोल रही है। उदाहरण के लिए, पर्पल माउंटेन लेबोरेटरी द्वारा विकसित GAN आधारित Terahertz डायोड क्वांटम अच्छी तरह से संरचना को अनुकूलित करके 100 Gbps के एकल वाहक संचरण दर का समर्थन कर सकता है, कटऑफ आवृत्ति को 3 THz तक बढ़ा सकता है, और परजीवी समाई को 0.1 pf से कम कर सकता है।
प्रक्रिया स्तर पर, 3 डी एकीकरण तकनीक एक महत्वपूर्ण सफलता बन गई है। ZTE द्वारा प्रस्तावित "चिप स्तर पुनर्निर्माण योग्य एंटीना" समाधान एक ही चिप पर लिक्विड क्रिस्टल सामग्री और पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री के साथ पिन डायोड को एकीकृत करता है, और गतिशील रूप से विद्युत क्षेत्र नियंत्रण के माध्यम से एंटीना पैटर्न को पुनर्निर्माण करता है। यह डिज़ाइन 6G बेस स्टेशनों में 60% तक एंटेना की संख्या को कम करता है और Terahertz संचार के बड़े - स्केल व्यावसायिक उपयोग के लिए रास्ता साफ करता है, तीन बार वर्णक्रमीय दक्षता बढ़ाता है।
2, एकीकृत सेंसिंग: सिग्नल प्रोसेसिंग से लेकर पर्यावरणीय धारणा तक
6G की "एकीकृत सेंसिंग" सुविधा के लिए संचार और संवेदन कार्यों दोनों के लिए डायोड की आवश्यकता होती है। क्वांटम वेल डायोड (QWDS) का अभिनव अनुप्रयोग इसके लिए एक समाधान प्रदान करता है। Ingan/Gan मल्टी क्वांटम कुओं की बैंड संरचना को ठीक से नियंत्रित करके, शोधकर्ताओं ने उत्सर्जन स्पेक्ट्रम और डिटेक्शन स्पेक्ट्रम के बीच 26.9 एनएम स्पेक्ट्रल ओवरलैप हासिल किया है। यह "सेल्फ रिसीविंग" विशेषता एक एकल डायोड को एक साथ ऑप्टिकल सिग्नल को प्रसारित करने और परिवेशी प्रकाश का पता लगाने में सक्षम बनाती है, जो दृश्य प्रकाश संचार और धारणा के लिए एकीकृत चिप्स के लिए नींव रखती है।
विशिष्ट अनुप्रयोगों में, चीन मोबाइल द्वारा विकसित गैलियम नाइट्राइड ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक एकीकृत प्रणाली (MGOS) ने 2 kbps पर द्विदिश ऑप्टिकल संचार प्राप्त किया है और 0.1 लक्स की प्रकाश तीव्रता में परिवर्तन महसूस कर सकता है। यदि इस तकनीक को 6 जी वाहन नेटवर्किंग पर लागू किया जाता है, तो यह वाहनों को एलईडी हेडलाइट्स के माध्यम से V2X संचार को प्राप्त करने में सक्षम कर सकता है, जबकि सड़क की बाधाओं का पता लगाने के लिए प्रकाश की तीव्रता में परिवर्तन का उपयोग करते हुए, 10 एमएस से 5 जी में 0.1 एमएस से नीचे संचार विलंबता को संपीड़ित करता है।
3, बुद्धिमान अंतर्जात: निष्क्रिय घटकों से सक्रिय प्रतिभागियों तक
6G की "एंडोजेनस इंटेलिजेंस" आर्किटेक्चर प्रोग्रामेबिलिटी और एडाप्टेबिलिटी की ओर डायोड के विकास को बढ़ावा देती है। दक्षिण -पूर्व विश्वविद्यालय द्वारा प्रस्तावित "सिमेंटिक कम्युनिकेशन डायोड" की अवधारणा डिवाइस स्तर पर एआई एल्गोरिदम को एम्बेड करती है ताकि डायोड को स्वायत्त रूप से सिग्नल सुविधाओं को पहचानने और इसके कार्य मोड को समायोजित करने में सक्षम बनाया जा सके। उदाहरण के लिए, औद्योगिक इंटरनेट ऑफ थिंग्स में अचानक यातायात के साथ काम करते समय, डायोड सरणी को गतिशील रूप से कम - पावर मोड या उच्च - स्पीड मोड में पुन: कॉन्फ़िगर किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप ऊर्जा दक्षता अनुपात में 40% की वृद्धि होती है।
अधिक कटिंग - एज अन्वेषण न्यूरोमोर्फिक डायोड के क्षेत्र पर केंद्रित हैं। बीजिंग विश्वविद्यालय के पदों और दूरसंचार द्वारा विकसित मेमरिस्टर डायोड हाइब्रिड संरचना मानव मस्तिष्क के सिनैप्स की प्लास्टिसिटी का अनुकरण करती है और 6 जी बेस स्टेशन सिग्नल शेड्यूलिंग में मिलीसेकंड स्तर की प्रतिक्रिया प्राप्त करती है। यह बुद्धिमान डायोड सरणी बेस स्टेशन ऊर्जा की खपत को 35% तक कम कर सकता है और 5 जी के कनेक्शन घनत्व का 10 गुना समर्थन कर सकता है।
4, चरम पर्यावरण अनुकूलनशीलता: वायु, अंतरिक्ष, पृथ्वी और समुद्र के एकीकरण का समर्थन करना
6 जी के "आकाश, पृथ्वी और समुद्र" कवरेज की मांग डायोड की विश्वसनीयता के लिए एक गंभीर चुनौती है। सैटेलाइट संचार परिदृश्य में, चीन एयरोस्पेस साइंस एंड टेक्नोलॉजी कॉरपोरेशन द्वारा विकसित विकिरण प्रतिरोधी गान डायोड ने सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट और एक डायमंड हीट डिसिपेशन लेयर को पेश करके 100 एमआरएडी तक अपने कुल खुराक विकिरण प्रतिरोध को बढ़ाया है। ऑपरेटिंग तापमान रेंज को -55 डिग्री तक 200 डिग्री तक बढ़ाया गया है, जो कम कक्षा के उपग्रहों की 10 साल की जीवनकाल की आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है।
गहरी - समुद्री संचार के लिए, चीनी एकेडमी ऑफ साइंसेज के ध्वनिकी संस्थान द्वारा विकसित पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक डायोड कम्पोजिट डिवाइस सीधे पानी के नीचे के ध्वनिक संकेतों को विद्युत संकेतों में परिवर्तित करता है, पारंपरिक ट्रांसड्यूकर्स के एनालॉग फ्रंट - अंत सर्किट को समाप्त करता है। 2000 मीटर डीप सी टेस्ट में, डिवाइस ने 10 केबीपीएस पर स्थिर ट्रांसमिशन प्राप्त किया और पारंपरिक समाधानों की तुलना में बिजली की खपत को 70% तक कम कर दिया, 6 जी पानी के नीचे अवलोकन नेटवर्क के निर्माण के लिए महत्वपूर्ण समर्थन प्रदान किया।
5, औद्योगिक पारिस्थितिक पुनर्गठन: घटकों से सिस्टम समाधान तक
डायोड का विकास संचार उद्योग श्रृंखला के मूल्य पुनर्निर्माण को चला रहा है। Huawei द्वारा प्रस्तावित "फोटॉन इंजन" की अवधारणा लेजर डायोड, फोटोडेटेक्टर्स, और डीएसपी चिप्स को एक ही पैकेज में एकीकृत करती है, जिससे 6G ऑप्टिकल मॉड्यूल की बिजली की खपत को 50% तक कम कर दिया जाता है और 5G उत्पादों में से एक - तीसरे को उनके आकार को कम कर दिया जाता है। यह सिस्टम स्तर नवाचार डायोड को एक लागत केंद्र से एक मूल्य निर्माण केंद्र में बदल देता है, और यह उम्मीद की जाती है कि 2030 तक, उच्च - अंत डायोड 6G बेस स्टेशनों की BOM लागत के 15% से अधिक के लिए जिम्मेदार होगा।
मानक सेटिंग स्तर पर, 3GPP ने 6G R18 संस्करण विनिर्देश में "स्मार्ट डायोड इंटरफ़ेस प्रोटोकॉल" को शामिल किया है, जिसमें कम से कम 16 कार्य मोड के डायनामिक स्विचिंग का समर्थन करने के लिए डायोड की आवश्यकता होती है। इसने अंतर्राष्ट्रीय दिग्गजों जैसे कि सेमीकंडक्टर और आरओएचएम को प्रोग्राम करने योग्य डायोड उत्पाद लाइनों के लेआउट में तेजी लाने के लिए प्रेरित किया है, और यह उम्मीद की जाती है कि 6 जी मानक को पूरा करने वाली पहली स्मार्ट डायोड चिप 2026 में लॉन्च की जाएगी।
