6G çiplerini dönüştürecek: 25 bin kat küçük RF anahtarı geliştirildi

Küresel mobil iletişim sektörü 5G’den daha yüksek veri hızı ve kapasite sunacak 6G altyapısına hazırlanırken, kablosuz çiplerdeki fiziksel boyut ve enerji tüketimi sorununa yönelik yeni bir teknoloji geliştirildi. Singapur Ulusal Üniversitesi’nden Doç. Dr. Mario Lanza liderliğindeki uluslararası araştırma ekibi, güç kesildiğinde dahi son durumunu koruyabilen memristif tabanlı radyo frekansı anahtarları üretti. Mobil cihazlardaki sinyal trafiğini yönlendiren bu bileşenler, 6G ağlarının gerektirdiği yüksek karmaşıklığın çip boyutları büyütülmeden ve sürekli enerji tüketilmeden yönetilmesine imkân sağlıyor.

ANAHTAR SAYISI 100’Ü AŞACAK

Mobil iletişim teknolojileri geliştikçe cihazlarda kullanılan sinyal kontrol anahtarlarının sayısı da artıyor. 2G telefonlarda dört radyo frekansı anahtarı bulunurken, günümüzdeki 5G cihazlarında bu sayı 50’ye kadar çıkıyor. 6G sistemlerinde ise cihaz başına 100’den fazla anahtara ihtiyaç duyulacağı öngörülüyor. Geleneksel transistörlerin aksine elektrik kesildiğinde ayarlarını koruyabilen yeni hafızalı anahtarlar, sürekli enerji çekme ihtiyacını ortadan kaldırıyor. Yalnızca 2 x 2 mikrometre boyutunda üretilen her bir anahtar, mevcut radyo frekansı anahtarlarından yaklaşık 25 bin kat daha küçük. Bu küçülme, çip yüzeyi genişletilmeden daha fazla kablosuz işlevin tek bir çipe yerleştirilmesini mümkün kılıyor.

100 GHZ’E KADAR ÇALIŞIYOR

Yeni teknoloji, iki altın elektrot arasına yerleştirilen altıgen bor nitrür katmanından oluşuyor. Kısa bir elektrik darbesiyle çalışma direnci değişen anahtar, sinyal akışını milisaniyeler içinde yönlendiriyor. Araştırmacılar, bileşenlerin mevcut galyum nitrür mikroçiplerinin üst katmanlarına, ana elektronik devre değiştirilmeden doğrudan entegre edilebildiğini gösterdi. Laboratuvar testlerinde 100 gigahertz bant genişliğine kadar çalışan sistem, sinyal gücünün yüzde 93’ünü iletti. Anahtarlar, 175 derece sıcaklıkta da performansını ve kayıtlı ayarlarını korudu.

DAYANIKLILIK TESTLERİ SÜRÜYOR

Teknoloji henüz laboratuvar ölçeğinde bulunuyor. Seri üretime geçilebilmesi için ince elektrotların tekrarlanan kullanımlardaki dayanıklılığını artırmaya yönelik ek mühendislik çalışmalarının tamamlanması gerekiyor. Geliştirilen anahtarların akıllı telefonlar, otonom araçlar, askeri haberleşme sistemleri ve Nesnelerin İnterneti cihazlarında kullanılması öngörülüyor. Teknolojinin ticarileştirilmesiyle 6G altyapılarındaki bileşen maliyetlerinin ve cihazların enerji tüketiminin azaltılması hedefleniyor.