盖世汽车讯 自动驾驶汽车能够消除交通拥堵，足不出户即可获得医疗诊断，或是感受到远在天涯海角的亲人的触摸，这些听起来可能像是科幻小说里的情节。

图片来源：布里斯托大学

这些充满未来感的概念依赖于比现有网络更快的海量数据通信和传输能力。据外媒报道，得益于半导体技术的重大突破，由布里斯托大学（University of Bristol）牵头的研究小组开发了一种创新方法，可以加速数十位用户（可能遍布全球）之间的这一通信过程，且相关论文已发表在《Nature Electronics》期刊上。据悉该新研究或许能让上述一切更接近现实。

布里斯托大学物理学教授、论文共同第一作者Martin Kuball表示：“未来十年内，那些此前几乎难以想象的技术将广泛应用，彻底改变人类的各项体验。其潜在效益也十分深远，包括远程诊断和手术、虚拟教室，甚至虚拟假日旅游等医疗保健领域的进步。此外，高级驾驶辅助系统（ADAS）在提升道路安全和工业自动化效率方面也拥有巨大潜力。6G应用潜力无穷，极限仅在于人类的想象力。因此，我们创新的半导体发现令人振奋，将有助于快速、大规模地推动这些发展。”

众所周知，从5G到6G的转变将需要半导体技术、电路、系统和相关算法的彻底升级。例如，其中涉及的主要半导体元件，也就是由一种名为氮化镓（GaN）的神奇导体制成的射频放大器，需要更快、更大功率和更可靠的性能。

由国际科学家和工程师组成的团队测试了一种全新架构，将这些特殊的GaN放大器推向了前所未有的高度。这是通过发现GaN中的锁存效应而实现的，该效应释放了更强大的射频器件性能。这些下一代器件采用并行通道，因此需要使用亚100纳米侧鳍——一种控制流经器件的电流的晶体管。

布里斯托大学荣誉研究员、论文共同第一作者Akhil Shaji博士解释说：“我们与合作伙伴共同试验了一种名为超晶格城堡场效应晶体管（SLCFET）的器件技术，该技术由超过1000个宽度小于100纳米的鳍片组成，用于驱动电流。尽管SLCFET在W波段频率范围内（相当于75千兆赫至110千兆赫）表现出了最高的性能，但其背后的物理原理尚不清楚。我们意识到这是GaN中的锁存效应，它实现了高射频性能。”

研究人员随后需要同时使用超精密电学测量和光学显微镜来精确定位这种效应发生的位置，以便进一步研究和理解。在分析了1000多个鳍片后，研究人员发现这种效应发生在最宽的鳍片上。

Kuball教授同时也是皇家工程院新兴技术主席，他补充道：“我们还使用模拟器开发了一个3D模型，以进一步验证我们的观察结果。下一个挑战是研究闩锁效应在实际应用中的可靠性。对该器件进行了长期严格的测试，结果表明它对器件的可靠性或性能没有不利影响。”

“我们发现，驱动这种可靠性的关键因素是每个鳍片周围都有一层薄薄的介电涂层。但主要的结论是明确的——闩锁效应可以用于无数的实际应用，这将在未来几年以多种不同的方式改变人们的生活。”

研究人员的下一步计划包括进一步提高设备的功率密度，从而提供更高的性能并服务于更广泛的受众。行业合作伙伴也将把这种下一代设备推向商业市场。