城大研發全球領先的微波光子芯片 可作超高速訊號處理
香港城市大學（城大）電機工程學系王騁教授領導的研究團隊，開發出全球領先的微波光子芯片，能運用光學進行超快模擬電子訊號處理及運算。
這種芯片比傳統電子處理器的速度快1,000倍、耗能更低，且應用範圍廣泛，涵蓋5/6G無線通訊系統、高解析度雷達系統、人工智能、計算機視覺，以及圖像/視頻處理。
團隊的研究成果剛在權威學術期刊《自然》上發表，題為「集成鈮酸鋰微波光子處理引擎」。該研究與香港中文大學的學者合作進行。
無線網絡、物聯網與雲端服務的快速擴展，對底層射頻系統產生巨大需求。微波光子技術使用光學元件以產生、傳輸和調控微波訊號，為應對這些挑戰提供有效解決方案。然而，集成微波光子系統一直難以同時實現晶片集成、高保真度及低功耗的超高速模擬訊號處理。
王教授說：「為了解決這些難題，我們的團隊開發了集成微波光子系統，將超快電光轉換模塊與低損耗、多功能訊號處理模塊同時結合在一塊芯片上，這是前所未有的成果。」
能達致這種卓越效能，是透過基於薄膜鈮酸鋰平臺的集成微波光子處理引擎，該平臺能執行模擬訊號的多用途處理及計算工作。
電機工程學系博士生、論文的共同第一作者馮寒珂說：「這種芯片可進行高速模擬計算，具有67吉赫茲的超寬處理頻寬和極高的計算精確度。」
研究團隊多年來致力研究集成鈮酸鋰光子平臺。2018年，他們與哈佛大學及諾基亞貝爾實驗室的同行合作，在鈮酸鋰平臺上開發了全球首個電壓與互補式金氧半導體（CMOS）芯片兼容的集成電光調制器，為這次的研究突破奠定基礎。鈮酸鋰又稱為「光子學之硅」，因其對光子學的重要性堪比微電子學中的硅。
團隊的研究成果不僅開闢了新的研究領域，即鈮酸鋰微波光子學，使微波光子芯片更小巧、具高訊號保真度與低延遲性能，也是芯片級模擬電子處理與運算引擎的突破。
論文的共同第一作者是馮寒珂及葛通（電機工程學系本科生），通訊作者是王教授。其他共同作者包括電機工程學系博士畢業生郭小青博士；博士後陳朝夕博士、張珂博士、朱廈博士（亦任職於北京工業大學）、孫文釗博士（現任職於城大（東莞））；博士生張依文，以及香港中文大學的學者（王本善、黃超然教授及袁奕萱教授）。