比利时微电子研究中心（imec），於2022年国际固态电路研讨会（ISSCC）投稿的论文证实了超宽频（UWB）技术的潜力，将用来支援超低功耗与高位元率的各式应用从提供未来AR/VR体验的智能眼镜技术，到大脑皮层感测的无线遥测模组等。

由imec开发的全新脉冲无线电超宽频发射器晶片具备高达1.66Gb/s的资料传输率，可用来支援体内感测与短程测距应用。

在本周国际固态电路研讨会（International Solid-State Circuits Conference；ISSCC）上发表了一款创新的脉冲无线电超宽频（impulse-radio ultra-wideband；IR-UWB）发射器晶片，重新定义了UWB技术的未来。

imec开发的这款IR-UWB晶片采用了28nm CMOS制程，尺寸仅有0.155mm2，还实现了小於10mW的超低功耗。不仅如此，它还支援1.66Gb/s的超高资料传输率，比现今的UWB标准等级还要快50倍。该晶片的性能优异，也让研究团队对UWB技术更有信心，相信未来除了常见的精确与安全遥测，还能进一步拓展其它应用。

目前，超宽频通讯技术常用来支援汽车及餐旅业的安全感应钥匙、室内定位系统以及资产追踪应用。然而，不少专家也曾公开表明，UWB技术的潜力绝不止於此。

「我们深信UWB技术的潜力无穷，不断在推进它的极限，」imec超宽频技术研究计画主任Christian Bachmann表示：「我们也进一步研究这项技术是否可以有效地支援低功耗、高位元率的应用，进而成功开发出一款全新的超宽频发射器晶片。」

imec全新的IR-UWB晶片采用28nm CMOS制程，表面积只有0. 155mm2，其资料传输率高达1.66Gb/s，可用於体内感测或短程测距应用，如此高速的传输性能相当於现在IEEE 802.15.4z标准的50倍。尽管这款发射器能够支援史上最高的位元率，其功耗却不到10mW，而且能源效率为5.8pJ/b，至少是Wi-Fi的10倍以上。

这款晶片为了实现更高的传输速率，利用了高复杂度（甚至是整合式）的脉波调变方案。这些方案奠基於imec开发全数位锁相??路（all-digital phase locked loop；ADPLL）与数位控制功率放大器的专长。为了尽可能缩小这些混合式调变方案的元件尺寸，研究团队开发出一款高能源效率、低抖动的环振荡器，并搭配一款低功耗的极座标发射器。

这些研究成果的前景看好，并证实了UWB技术确实能够支援各种需要短距离高速传输、超低功耗与超小尺寸的新兴应用。

「适合的应用案例包含了新一代的智能眼镜，未来就能实现沉浸式AR/VR体验。」Bachmann表示：「神经科学研究也能从这些全新见解中获益，驱动大脑皮层感测所需的高速传输与微型化的无线遥测模组持续发展。」

他进一步指出：「在上述两项应用中，UWB技术都可能成为Wi-Fi技术的强劲对手，因为Wi-Fi元件通常尺寸较大，复杂性也更高。」

为了让UWB技术更成熟，现阶段需要投入更多研究并进行标准化，全球也能共享丰富的研发成果。为此，imec广邀合作夥伴共同加入其UWB研究计画与合作网络。imec将在2022年国际固态电路研讨会（ISSCC）上发布并展示其全新的IR-UWB晶片。