北大团队《自然》发表6G重大突破 刷新三项世界纪录
作者：淞基新一代信息技术网研究部
2026年2月19日，国际顶尖学术期刊《自然》（Nature）在线发表了北京大学电子学院王兴军教授、舒浩文研究员团队联合鹏城实验室、上海科技大学、国家信息光电子创新中心等多家单位的重磅研究成果——《集成光子学赋能超宽带光纤-无线通信》。该研究在全球范围内首次提出并成功实现光纤-无线一体化融合通信系统，一举刷新核心器件带宽、光纤单通道速率、无线单通道速率三项世界纪录，标志着中国在6G核心技术领域实现了从“跟跑”到“领跑”的历史性跨越，为全球6G技术演进与商用落地奠定了关键底层支撑，也进一步巩固了中国在全球通信技术领域的核心竞争力。
当前，全球通信网络正处于5G规模化商用向6G技术加速研发过渡的关键时期，6G作为面向2030年的新一代移动通信技术，核心愿景是实现“万物智联、天地一体、通感融合”，需满足超高速率（峰值1Tbps）、超低时延（0.1ms级）、海量连接（每平方公里亿级设备）、全域覆盖等极致性能需求，而传统通信架构长期存在的“光纤与无线割裂”问题，成为制约6G发展的核心瓶颈。一直以来，光纤通信以高速率优势成为骨干网络核心，但依赖固定物理链路部署，无法满足移动场景需求；无线通信虽具备灵活便捷的特点，但速率偏低、易受干扰、覆盖范围有限，两者之间需经过多次光电转换和协议适配，不仅导致信号损耗大、时延偏高，还存在硬件不兼容、成本居高不下等问题，形成了难以突破的“带宽鸿沟”。
此前，全球6G研发路线多聚焦于单一技术优化，要么着力升级光纤传输速率，要么尝试提升无线通信频段（如太赫兹），但始终未能解决“有线与无线协同联动”的核心难题。国际电信联盟（ITU）、3GPP等全球主流标准组织虽已明确6G发展愿景，但缺乏可落地的一体化技术方案，全球各大实验室均停留在分场景技术验证阶段，未实现跨网络的深度融合。在此背景下，北大团队跳出传统思维局限，从物理层、器件层、算法层进行三重革新，最终成功研发出全球首个光纤-无线一体化融合通信系统，破解了6G发展的核心技术瓶颈。
据悉，该研究团队历经三年攻关，联合国内多家科研机构和企业，在核心器件、系统架构、算法优化三大方面实现了全方位突破。其中，核心器件的国产化突破成为本次成果的一大亮点。团队研发的两款核心集成光子器件，均基于国内自主研发的工艺平台制备，体积仅为指甲盖大小，性能却刷新了全球纪录。第一款是薄膜铌酸锂调制器，主要负责电信号向光信号的转换，实测3dB带宽超过220GHz，理论外推带宽可达260GHz，信号传输损耗仅为0.6dB，大幅突破了传统电学器件的“带宽天花板”——此前全球同类器件的带宽普遍在50-100GHz之间，该器件的成功研发实现了无线高速信号的“无损转光”，为超高速通信提供了核心硬件支撑。
另一款核心器件是改进型UTC光电探测器，主要负责光信号向电信号的转换，通过创新结构优化电场分布，其工作带宽成功突破250GHz，同时具备低噪声、高输出功率的优势，能够稳定支撑400Gbps的无线传输速率，完美匹配一体化系统的性能需求。值得关注的是，这两款核心器件均基于国内90nm光学工艺平台制备，从材料、芯片设计、制造到封装，实现了100%国产化，完全绕开了EUV高端光刻机、7nm以下先进微电子制程等海外技术封锁，彻底摆脱了对国外核心器件的依赖，为中国6G产业的自主可控发展筑牢了硬件基础。
在系统架构方面，团队摒弃了传统“光网+无线网”简单拼接的模式，首次在物理层实现了光纤与太赫兹无线通信的深度融合，构建了“一套核心器件、统一信号协议、跨场景自适应切换”的全新架构。这一架构的核心优势的是，信号无需经过中间协议转换，可直接在光纤链路与太赫兹无线链路之间“无缝流转”，大幅降低了信号损耗和传输时延，同时实现了一套系统覆盖固定与移动、地面与空中等多种场景。
实测数据显示，该一体化系统的性能表现十分突出：光纤单通道传输速率达到512Gbps，太赫兹无线单通道速率达到400Gbps，双链路均突破400Gbps大关，是当前5G峰值速率（10Gbps）的40至50倍；同时，系统实现了亚毫秒级时延和百倍级连接密度，在实际测试中，可稳定支撑86路8K超高清视频同步实时无线传输，全程零卡顿、无失真，充分验证了该系统的工程化应用可行性。此外，针对融合链路中可能出现的信号干扰、色散、衰减等问题，团队还研发了AI驱动的自适应均衡算法，通过实时感知链路状态、动态调整信号参数，可将信号失真率降低90%，覆盖距离提升30%，同时支持空天地一体化组网适配，能够满足地面、卫星、无人机等多种场景的通信需求，为6G全域覆盖提供了重要的算法保障。
该研究成果一经发表，便受到全球通信领域专家的高度关注。《自然》期刊审稿人评价其为“6G技术发展的里程碑式突破”，认为该成果将重新定义6G核心技术路线，为全球6G研发提供了全新的思路和可落地的方案。业内专家表示，此次突破不仅填补了全球光纤-无线一体化通信技术的空白，还为国际电信联盟（ITU）、3GPP等标准组织制定6G国际标准提供了关键技术依据，让中国首次在6G核心标准制定中掌握了话语权，打破了长期以来西方发达国家在通信标准制定中的垄断地位。
从产业影响来看，该技术突破将直接带动光模块、太赫兹器件、集成光子芯片、通信设备等相关产业链的爆发式发展。根据工信部6G技术研发专项规划（2026版），2027年国内将启动6G预商用，2030年实现全面商用，届时仅通信设备市场规模将超过3万亿元，光模块、芯片等核心环节的市场规模将超过5000亿元。目前，北大团队已与华为、中兴、长飞光纤等国内通信领域龙头企业达成深度合作，正式启动6G原型设备研发工作，预计2026年底推出商用化样机，为后续6G技术的规模化应用奠定基础。
从国家战略层面来看，此次核心器件的100%国产化突破，意义尤为重大。长期以来，西方发达国家通过垄断高端芯片、光刻机、核心通信器件等关键领域，制约中国通信产业的发展。而本次研究依托光学工艺替代微电子工艺，走出了“光子集成换道超车”的全新路径，标志着中国在6G核心硬件领域实现了自主可控，为国家数字经济发展和通信安全筑牢了技术底座。
北京大学电子学院相关负责人表示，后续团队将持续聚焦三大方向推进技术转化和产业落地：一是推动核心器件量产化，联合国内相关企业建设全球首条6G集成光子芯片中试线，力争2027年实现规模化量产，降低器件成本，满足产业需求；二是开展多场景验证，在北京、上海、深圳等城市建设6G一体化试验网，重点验证工业互联网、远程医疗、全息通信、卫星互联网等场景的应用可行性；三是构建开放创新生态，联合国内高校、科研机构和企业成立6G光电融合创新联盟，推动技术开放共享，吸引全球顶尖人才参与研发，共同推动6G产业高质量发展。
此次北大团队在《自然》发表的6G重大突破，不仅是中国科研实力的集中彰显，更开启了全球6G发展的新纪元。从“5G看中国”到“6G引领全球”，中国正以核心技术创新为引擎，加速构建天地一体、通感融合、自主可控的6G产业生态，为全球数字经济发展注入强劲的中国动力。
数据来源
1. 国际学术期刊《自然》（Nature）2026年2月19日在线发表论文《集成光子学赋能超宽带光纤-无线通信》；2. 北京大学电子学院官方发布的研究成果通报；3. 鹏城实验室、上海科技大学联合发布的技术验证报告；4. 国家信息光电子创新中心产业发展白皮书；5. 工信部6G技术研发专项规划（2026版）；6. 华为、中兴官方发布的6G合作研发公告；7. 长飞光纤产业发展年度报告（2026）。
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