空天院与北京大学在光子时钟芯片领域合作研究取得新进展

空天院与北京大学在光子时钟芯片领域合作研究取得新进展

近日，北京大学、中国科学院空天信息创新研究院（空天院）和加州大学圣巴巴拉分校合作开发出新型光子时钟芯片，为未来超高速芯片的发展提供重要解决方案。

针对光电子系统面临光-电信号同步问题，研究团队开发出基于片上微梳振荡器，通过集成超高Q值谐振器微梳与自注入锁定，实现兆赫兹至105 GHz微波信号合成，为系统提供共享时频参考。应用验证中，多波段通感一体芯片系统可同时支持5G、6G和毫米波雷达等多频段功能，具备传感/通信模式切换能力。该系统达到256-QAM调制精度和厘米级感知指标，在保持全数据性能前提下简化了硬件架构，有效降低系统复杂度与成本。

未来，该项技术有望在多个领域得到广泛应用，可将处理器芯片的时钟频率提升至100G以上，提供远超目前芯片的算力；显著降低手机基站设备的能耗和成本；有助于自动驾驶领域提升感知精度和响应速度。该技术的突破将为通信和感知领域带来革命性的变化，推动相关行业的快速发展。

相关成果以“Microcomb-synchronized optoelectronics”为题发表在《Nature Electronics》。空天院博士、北京大学博士后张祥鹏，以及北京大学博士生张绪光和陈玉君是共同第一作者，北京大学助理教授常林、空天院研究员李王哲和加州大学圣巴巴拉分校教授约翰·E·鲍尔斯（John E. Bowers）担任通讯作者。空天院副研究员董婧雯、副研究员马尉超和助理研究员刘宸钰作为合作者参与工作。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41928-025-01349-7

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微梳型振荡器和频率合成器