Dalla Cina il primo chip 6G “full spectrum” con velocità fino a 100 Gbps

Si tratta del primo chip 6G “onnifrequenza”: dimensioni da thumbnail, oltre 100 Gbps, modulazione elettro-ottica e oscillatori fotoelettronici

La sesta generazione del wireless non è più solo un’idea. Un gruppo di ricercatori di Peking University e City University of Hong Kong ha svelato il primo chip 6G “all-frequency”, capace – nei test di laboratorio – di superare i 100 Gbps. Il risultato è stato descritto in un articolo pubblicato su Nature e segna un cambio di passo: per reggere la promessa del 6G (connessioni ultraveloce, latenza quasi nulla, integrazione nativa dell’IA), le reti dovranno parlare su spettri molto ampi, dai microwave fino alle onde terahertz. Oggi il 5G lavora su bande ancora limitate e in parte ereditate dalle generazioni precedenti; il nuovo chip punta invece a coprire l’intero arco 0,5–115 GHz con un singolo dispositivo. Il formato è sorprendente: 11 × 1,7 mm, poco più di un’unghia, in grado di svolgere ciò che prima richiedeva fino a nove sistemi radio separati. Per i ricercatori, è una tappa verso reti “full-spectrum” capaci di adattarsi al contesto in tempo reale e di riconfigurare i collegamenti lungo tutta la catena radio, dall’emissione alla ricezione.

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Cos’è davvero il 6G e perché ci riguarda (subito)

Oltre alla velocità di picco, il 6G mira a ridurre la latenza a livelli sub-millisecondo e a orchestrare le risorse con algoritmi di apprendimento automatico.
Le applicazioni vanno dalla telepresenza immersiva all’internet tattile, fino ai gemelli digitali di città e infrastrutture.

Nel concreto, le reti dovranno essere elastiche sullo spettro: a basse frequenze per copertura e penetrazione indoor; a bande millimetriche e terahertz per portata di dati estrema su distanze più brevi. Qui entra in gioco il nuovo chip, progettato per commutare rapidamente tra bande diverse e mantenere segnali puliti e stabili.

Un chip, nove radio: architettura su TFLN spiegata semplice

La novità principale è l’integrazione “tutto in uno” su thin-film lithium niobate (TFLN), materiale di frontiera per fotonica e radiofrequenza. In sistemi convenzionali, ogni funzione, generazione, modulazione, filtraggio, conversione, viene affidata a componenti discreti. Qui, invece, gli elementi chiave sono impacchettati sullo stesso die, con perdite ridotte e minori rumori di fase. Il risultato è una copertura continua 0,5–115 GHz che un tempo avrebbe richiesto moduli distinti per ciascuno “step” di banda. Per gli operatori significa meno ingombri, minori consumi e maggiore flessibilità nella progettazione delle stazioni radio.

«Il nostro sistema proposto rappresenta un passo significativo verso future reti wireless a spettro completo e omni-scenario», scrivono gli autori su Nature. «Questo abilita comunicazioni full-link riconfigurabili con larghezza di banda, velocità dati e funzionalità di sistema migliorate rispetto alle precedenti dimostrazioni wireless assistite dalla fotonica».

Dalla luce alle onde: il “trucco” elettro-ottico che fa la differenza

Il chip impiega un modulatore elettro-ottico a banda larga che trasforma il segnale radio in segnale ottico. Da lì, una catena di oscillatori fotoelettronici genera frequenze pulite e stabili lungo tutto lo spettro d’interesse, dai microwave ai terahertz.
Nei test, il sistema ha ottenuto un salto di 6 GHz in 180 microsecondi, ben oltre le tempistiche delle piattaforme tradizionali.

Questa architettura ibrida ottico-elettronica porta due vantaggi: coerenza spettrale (segnale “pulito” anche ad alte frequenze) e riconfigurabilità veloce (lo spectrum hopping su intervalli ampi diventa praticabile). In prospettiva, consente terminali e nodi di rete capaci di “inseguire” in tempo reale la porzione di spettro più adatta al servizio in corso, massimizzando throughput e affidabilità.

Quando arriva il 6G: la tabella di marcia verso il 2030

Questo primo chip “onnifrequenza” è una prova di fattibilità, non un prodotto finito. La maggior parte degli analisti colloca l’avvio commerciale del 6G attorno al 2030.
Nel frattempo serviranno nuove infrastrutture, standard maturi e dispositivi compatibili.

Con l’ultra-fast arriveranno servizi oggi embrionali: video volumetrico, XR collaborativa, reti di sensori industriali con latenza impercettibile, sanità connessa e logistica autonoma su larga scala. La promessa è un internet “senzatempo”, dove IA e rete si co-ottimizzano: la prima prevede il traffico e anticipa i colli di bottiglia, la seconda fornisce il radio necessario al millisecondo giusto.

Impatti per utenti e imprese: cosa cambierà davvero

Per l’utente finale, 100 Gbps significano download istantanei, streaming 8K/VR e cloud gaming senza scatti. Per le imprese, spostare dataset enormi o replicare fabbriche digitali in tempo reale diventa routine.

Dietro le quinte, soluzioni integrate come questo chip potrebbero ridurre consumi energetici e costi di installazione, accelerando la densificazione intelligente delle reti urbane e il miglioramento della copertura in aree industriali e campioni di territorio specifici.

Fonte:
Nature