面向6G及未来空天地一体化网络的发展需求，通信系统正遭遇“既要广覆盖、又要超高速、还要低时延”的多重目标约束：低频段具备远距离传播与穿透优势，是广域覆盖和稳定连接的基础；高频段（毫米波、太赫兹）可提供更大带宽与更低时延，但覆盖半径有限、对器件与系统指标要求更高。如何同一套硬件平台上实现跨频段协同，成为下一代通信关键瓶颈之一。 在这个背景下，北京大学王兴军教授团队与香港城市大学王骋教授团队联合取得新进展。研究团队在尺寸约11毫米×1.7毫米的芯片上，集成基带调制、载波生成、上下变频等无线收发系统关键功能单元，实现从0.5GHz到115GHz的连续频率覆盖——跨越近八个倍频程——并在多个频段实现高数据速率传输能力。有关成果已发表于国际学术期刊《自然》，并在2026中关村论坛年会上作为重大科技成果之一发布，显示该方向正加速从实验室验证走向应用牵引的工程化阶段。 问题的关键在于传统无线前端长期采用“分频段定制”的技术路线：不同频段对应不同器件、不同架构和不同优化目标，系统更迭往往意味着整套硬件重构，不仅增加成本、功耗与体积，也制约跨频段的灵活调度与快速部署。更重要的是，传统倍频与高频信号生成方案在频率不断抬升时容易带来噪声累积与指标劣化，导致高频段通信质量难以与低频段保持一致，从而使“全频段协同”在工程上面临复杂度高、成本高、性能难兼顾的难题。 此次突破的核心在于光电融合技术路线。研究团队以薄膜铌酸锂材料平台为基础，引入光子学的宽带特性，将电信号在片上转化为光信号参与处理，再通过集成光电振荡器等关键单元实现高质量载波生成和频率灵活配置。据介绍，该方案可在不同目标频点直接产生高质量电磁信号，在100GHz以上频段仍保持较优噪声性能，从原理上缓解传统高频信号生成“越高越难、越高越差”的矛盾，为无线收发系统跨微波、毫米波到太赫兹的统一架构提供可行路径。 影响层面，这一进展有望在三个方向形成支撑：其一，为6G对“更大带宽、更高峰值速率、更低空口时延”的需求提供硬件基础，使高频资源利用更具可操作性；其二，推动“多频段一体化”设备形态演进，降低多制式、多频段并存条件下的系统复杂度，提升网络建设与运维效率；其三，为人群密集场景下的抗干扰与可靠连接提供新的技术抓手。研究团队展示的快速频段切换能力，意味着终端或基站可根据电磁环境变化及时调整工作频段，在拥塞或干扰发生时迅速“换道”，从而增强网络韧性与服务连续性。这对于大型活动、交通枢纽、工业园区等高并发场景具有现实意义。 对策与路径上，业内普遍认为，向6G演进不仅需要更高频谱的开发，更需要硬件体系结构的重塑与产业链协同。从科研到产业化落地，仍需跨越若干关键环节：一是推进激光器、光电探测器、天线等核心器件与芯片的更高密度集成，提升一致性与可制造性；二是围绕功耗、封装、散热、可靠性等工程指标开展系统级优化，形成可复制的模块化方案；三是面向应用场景建立测试与标准化验证体系，推动从“可用”到“好用、通用”。研究团队表示，下一步将致力于实现更多器件的单片集成，目标是开发即插即用的智能通信模组，拓展在通信基础设施、专网、卫星互联网及新型物联网等领域的应用空间。 前景判断上，光电融合与高频段通信正处于从“技术验证”走向“规模应用”的关键窗口期。随着6G愿景逐步清晰、空天地一体化网络加速布局，以及数据密集型业务持续增长，具备超宽频覆盖、可重构与低噪声特性的通用型无线硬件将更受重视。此次成果在国际期刊发表并在国家级科技平台集中发布，发出我国在相关基础器件、集成光子与无线系统协同设计上的综合能力正在提升的信号，也为后续产业链协同创新提供了可对接的技术坐标。
6G竞争不仅是技术指标的比拼，更是体系化能力的较量。光电融合技术将跨频段协同从网络层延伸至芯片层，为破解高频扩展与系统复杂度的矛盾提供了新思路。只有夯实关键技术、完善产业链、深化应用场景，才能将实验室突破转化为推动数字经济发展的实际动力。