北京大学全球首创光子时钟芯片：破局芯片性能瓶颈，赋能6G与AI未来

（2025年2月28日讯）北京大学电子学院常林研究员团队与中国科学院空天信息创新研究院合作，成功研发出全球首款光子时钟芯片，将芯片时间调控速度提升100倍，为智能计算、6G通信、空天遥感等领域带来革命性突破。这一成果发表于国际权威期刊《自然·电子学》和《Nature Electronics》，标志着我国在光子芯片领域取得里程碑式进展。

技术突破：以光驭时，重构芯片性能

传统电子芯片依赖电子振荡器生成时钟信号，存在速度慢、功耗高、发热量大等问题，且不同频段（如6G、毫米波雷达）需定制化芯片，推高成本。北京大学团队创新性地将“光频梳”技术芯片化，通过构建跑道形光子环路，利用光速特性实现超高速时钟调控，时间精度可达1秒的几十亿分之一。这一技术不仅解决了传统方案的局限性，还通过集成超低损耗氮化硅光子芯片，实现了从兆赫兹到105 GHz的微波信号合成，覆盖5G到6G全频段。

应用场景：多领域革新，推动产业升级

通信领域：单颗芯片即可支持5G/6G通信，避免硬件频繁迭代，降低手机、基站等设备的升级成本。实验显示，该芯片已实现调制格式高达256-QAM的6G通信，感知精度达厘米级。

计算领域：时钟频率突破100GHz，远超当前CPU/GPU的2-3GHz主频，显著提升人工智能算力，为大模型训练提供更强支持。

自动驾驶与传感：集成毫米波雷达的通感一体系统，可在厘米级精度下实现环境感知与通信功能切换，提升自动驾驶响应速度。

空天遥感：结合光子时钟的高精度时频同步能力，推动遥感系统性能升级，助力空间探测与导航技术发展。

产业意义：打破垄断，引领全球技术潮流

此前，“光频梳”技术依赖进口设备，单台价格高达数百万元。此次芯片化改造使其具备量产潜力，为通信、计算、汽车等产业提供“中国方案”。专家指出，该技术有望推动手机基站能耗降低30%以上，自动驾驶感知系统成本缩减50%。

北京大学电子学院表示，未来将进一步优化芯片工艺，推动其与量子计算、光通信等技术的融合，为全球信息技术革命注入新动能。这一成果不仅彰显了中国科研团队的创新能力，更标志着我国在光子芯片领域已跻身世界前列。