近日，河北一家科技公司在国内率先发布220GHz功率放大器模块，该放大器输出功率高达100mW，小信号增益为12dB，是国内近5年来在太赫兹功率放大器领域的一大重点突破。

太赫兹功率放大器，国外主要是基于InP HEMT器件为主，主要是以美国公司NGST等公司为代表，也代表了目前太赫兹功率放大器的最高水平。国内目前多条技术路线推进功率放大器芯片进入太赫兹频段，包括基于HEMT和HBT技术为主，以InP、GaAs和GaN二、三代化合物半导体材料为主。

中外放大器芯片比较（白色美国功放/黄色国产功放/橙色国产低噪放）

太赫兹功率放大器由于其工作频率极高，对器件材料结构、芯片工艺、器件模型和器件设计、器件封装均提出了较高的挑战。目前太赫兹功率放大器还主要是以IDM模式为主，结合自己产线，建立精确的器件模型，辅以精准的设计，完成对放大器TMIC的设计。比较客观的讲，太赫兹放大器基本代表了产线的最高工艺水平。

太赫兹功率放大器实现起来极其困难，可喜的是国内在该领域成果频出，从2013年至今，功率和频率逐年递增，直至近日实现了可稳定工作的百mW功率输出。可以预期，该款功率放大器的推出，将在未来极大的推进太赫兹通信和太赫兹雷达的系统应用。

上海技物所王林、陈效双、陆卫研究团队和东华大学、意大利拉奎拉大学相关团队共同合作，通过精确操控第二类狄拉克费米子态诱导布洛赫自旋电子单向散射，实现高频信号传递。

微电子芯片类似于一个“足球场”，如果把电子比喻成足球，信息交换主要依赖于电子点对点的快速传输、存储与处理，但是电子受到阻碍会产生功耗、热耗散等。随着信息技术发展，预计6G智能应用场景所需的高数据速率将进入太比特每秒（Tbps）的水平。喜欢看足球的人都知道，“香蕉球”能够一边飞行一边自转，巧妙绕过人墙，以刁钻角度入网。如果能够改变电子的直线传输方式，借助于类似“香蕉球”的电子自旋地传递，那么电子传输有可能绕过障碍物实现电子能量转化，将在低功耗和高能效水平下展现出更多的信息存储、更快的信息交互和处理。 

　　研究人员通过自旋极化角分辨光电子能谱(spin-ARPES)实验给出电子在自旋(s)、能量(E)、动量(k)三个维度详细信息，在NiTe2材料表面观察到自旋态电子的分布。当交变的电磁波作用在这些自旋的电子后，受电磁力的作用自旋电子会产生的周期性振荡，形成手性Bloch电子态。这些电子好比于运动场上 “高速旋转的球”，当两个运动方向相反且自旋方向也相反的电子遇到晶格散射场力作用时，每个自旋电子都会出现类似“香蕉球”一样地反射并朝着同一个方向发生偏转，即在宏观上产生横向方向上的直流电。即使在高于太赫兹 (1THz=1012Hz) 的频率下，依然显示出高达251 mA W-1的室温太赫兹灵敏特性，实现宽波段工作、较高的动态范围和高分辨太赫兹成像通讯功能。这种自旋电子的“香蕉球”运动改变了传统的点对点信息传递方式，通过光场同时操纵电子自旋和电荷来进行超高速率和极低功耗的信息处理，为探索新型太赫兹光电物理和高灵敏度应用提供新思路。

天线集成高频太赫兹整流器示意图

2021年6月6日，IMT-2030(6G)推进组（以下简称“推进组”）正式发布《6G总体愿景与潜在关键技术》白皮书，本白皮书作为推进组的阶段性成果，内容涵盖总体愿景、八大业务应用场景、十大潜在关键技术等，并阐述了对6G发展的一些思考。

面向2030年及未来，人类社会将进入智能化时代，社会服务均衡化、高端化，社会治理科学化、精准化，社会发展绿色化、节能化将成为未来社会的发展趋势。6G在5G基础上，将从服务于人、人与物，进一步拓展到支撑智能体的高效互联，将实现由万物互联到万物智联的跃迁，成为联接真实物理世界与虚拟数字世界的纽带，将持续提升人们的生活品质，促进社会生产方式的转型升级，并且为人类社会可持续发展的终极目标做出贡献，最终将助力人类社会实现“万物智联、数字孪生”美好愿景。

白皮书指出，未来6G业务将呈现出沉浸化、智慧化、全域化等新发展趋势，形成的沉浸式云XR、全息通信、感官互联、智慧交互、通信感知、普惠智能、数字孪生、全域覆盖等八大业务应用为我们描绘了未来丰富多彩的社会生活场景。

云化XR、全息通信、感官互联、智慧交互等沉浸化业务应用不仅可以为用户带来更加身临其境的极致体验，满足人类多重感官、情感和意识层面的交互需求，还可以广泛应用于娱乐生活、医疗健康、工业生产等领域，助力各行业数字化转型升级；通信感知、普惠智能、数字孪生等智慧化业务应用借助感知、智能等全新能力，在进一步提升6G通信系统性能的同时，还将助力完成物理世界的数字化，推动人类进入虚拟化的数字孪生世界；全域覆盖业务借助6G所构建的全球无缝覆盖的空天地一体化网络，使得地球上再无任何移动通信覆盖盲点，6G业务将提供更加普遍的服务能力，助力人类的可持续发展。

为满足未来6G更加丰富的业务应用以及极致的性能需求，白皮书提出了当前业界广泛关注的6G十大潜在关键技术方向，包括内生智能的新空口和新型网络架构、增强型无线空口技术、新物理维度无线传输技术、新型频谱使用技术、通信感知一体化技术、分布式网络架构、算力感知网络、确定性网络、星地一体融合组网、网络内生安全等新型无线技术和网络技术。上述及其他潜在关键技术在6G中的应用，将极大提升网络性能，满足未来社会发展新业务、新场景需求，服务智能化社会与生活，助力“万物智联、数字孪生”6G愿景实现。