電信行業一直在不斷追求創新技術，以滿足對移動帶寬不斷增長的需求——移動帶寬的需求大約每兩年翻一番。

在過去的二十年中已經引入了三代移動網絡技術：從2001年推出3G開始，到2009年推出4G，再到現在的5G 網絡。除此之外，其他類型的移動通信(例如 Wi-Fi)也占據了一席之地。

然而，盡管移動通信技術在不斷發展，我們對帶寬的渴望仍然是無止境的，例如在工業環境中，對延遲的要求也越來越高。這就是為什么要引入第六代移動通信(6G)。

每秒 100 Gbps

對于大多數人來說，移動寬帶網絡只是隨時隨地播放視頻或快速下載大文件的一種手段。他們需要的是速度。二十多年來，速度一直是電信運營商試圖吸引客戶的頭號賣點。

我們一直在通過互聯網分享越來越多、越來越大的(視頻)文件。對人們來說，關鍵是能夠隨時隨地訪問這些下載，并以盡可能高的分辨率觀看視頻。

6G網絡將延續速度為先的趨勢，預計下載速度將不低于 100Gbps。這比5G網絡的理論下載速度快10倍，比如今4G網絡的速度快300倍。

100GHz頻率

頻率越高，可用帶寬就越多。因此，為了達到這些帶寬，我們需要利用更高的無線電頻率。

例如，4G網絡的頻率限制在2.5GHz內，而5G網絡則在28GHz和39GHz頻段運行。下一代移動網絡(包括 6G)預計將使用100GHz以上的頻率。

僅幾微秒的延遲

用戶的移動體驗不僅僅取決于他們可以(快速)下載的數據量。對于許多應用來說，網絡延遲也是一個同樣重要的因素。例如，在觀看直播電視節目時，延遲會大大影響用戶體驗。

誠然，5G網絡的引入(其延遲不到1毫秒)應該已經結束了這些問題。然而，6G在延遲方面更進一步，只有幾微秒。

這對于日益增長的物聯網 (IoT) 應用程序尤其必要。例如，基于實時傳感器數據獨立控制機器和復雜工業過程的閉環控制系統，或者時間敏感的醫療物聯網應用等等。

每平方公里 1000 萬臺聯網設備

物聯網的能力是由連接的傳感器和設備的數量決定的。這里預計也會有巨大的增長。市場研究公司Statista 預測，到2025年，物聯網將包含近310億臺設備，而目前為120-130億臺。隨著設備數量的不斷增加，將盡可能多的設備連接到互聯網的挑戰也隨之而來。這個數字被稱為連接密度。

如今的4G網絡的連接密度約為每平方公里10萬臺設備。5G已經做得更好了，每平方公里可以連接100萬臺設備。隨著6G網絡的引入，實現每平方公里1000萬臺連接設備已經觸手可及。

每比特不到 1 納焦耳的能耗

如前所述，6G 網絡將不得不依靠更高的頻率來支持更高的帶寬需求。但問題是，底層芯片技術還尚未能夠在這些頻段以節能的方式運行，而能源效率是電信行業的主要挑戰之一。

愛立信最近在一份報告中表示，移動網絡的能耗可能會急劇增加，甚至以犧牲環境和網絡的總部署成本為代價。

不過，電信行業也沒有放任這個情況。據電信運營商Orange稱，與 4G 相比，到 2025 年，新技術和軟件的引入可以將 5G 網絡的能耗降低 10 倍(每千兆傳輸)。到 2030 年，這甚至可能變成 20 倍。

相比之下，如今為提高移動網絡能效所做的努力卻被快速增長的數據量所抵消。多年來，數據中心一直在進行類似的斗爭——光纖連接需要處理盡可能多的數據，同時保持高能效。

6G的研究目標是將其能耗降低到每比特 1 納焦耳(10-9 焦耳)以下。

為此，研究人員對新的 III-V 材料(例如磷化銦 (InP))寄予厚望，但這些材料尚不適合集成到硅平臺上。研究界正在專門進行如何將 III-V 材料與 CMOS 技術異構結合等相關研究，以期實現在 100GHz 及更高頻率下高效且經濟高效地運行。