
近日,中国电科五十五所联合南京国博电子传来重磅科技突破,双方联合研发的全球首款面向智能终端的硅基氮化镓(GaN)射频芯片完成大批量交付,成功实现该品类芯片在消费级、民用通信终端的规模化商用落地,填补了全球民用智能终端第三代半导体射频芯片量产应用的空白。目前,该款本土高端射频芯片交付量已达数百万只,已正式搭载于国内头部终端厂商的最新款旗舰手机机型。
射频芯片是无线通信设备的核心元器件,被誉为通信系统的“信号心脏”,其性能优劣直接决定智能手机等终端设备的信号稳定性、通信速率、功耗控制与发热表现,是制约终端通信体验升级的关键核心。长期以来,全球智能手机射频芯片市场主要依托第二代半导体砷化镓材料技术,经过多年迭代发展,砷化镓芯片的性能挖掘已趋近瓶颈,难以适配5G高速通信、手机直连卫星、高频传输等新一代通信场景的需求,成为智能手机通信性能升级的主要短板。
作为第三代半导体核心材料,氮化镓具备高频、高效、低功耗、耐高温等诸多优异特性,是下一代射频通信芯片的理想材料。但受限于严苛的工艺制程、复杂的工程化落地技术和高昂的量产成本,过往氮化镓射频芯片仅小规模应用于通信基站、军用雷达、卫星载荷等高端小众、高价值专业领域,始终无法下沉至消费级智能终端市场,在全球行业内长期未能实现民用场景的规模化量产与商用。
中国电科五十五所组建专项研发团队,历经三年多持续技术攻关,聚焦硅基氮化镓芯片的工程化、量产化难题持续攻坚,创新性采用硅基衬底技术路径,成功突破材料适配、工艺集成、成本控制等一系列核心工程化瓶颈,研发出可大规模普及、适配民用智能终端的硅基氮化镓射频芯片,让高性能第三代半导体芯片走出专业领域,正式走进大众消费市场。
相较于传统砷化镓射频芯片,这款国产硅基氮化镓射频芯片具备三大颠覆性核心优势,全方位提升智能终端通信性能与使用体验。在复杂通信场景下,芯片可实现拥堵场景上下行综合速率提升200%,通信延迟降低25%,彻底改善人群密集区域信号卡顿、断连、网速慢等常见问题,同时完美支撑手机直连卫星功能,实现无地面基站场景下的全域通信覆盖。在功耗控制方面,面对5G高频高速通信场景,该芯片可有效降低手机10%的运行功耗,大幅提升终端续航能力,同时减少高负载运行下的机身发热问题,优化设备使用体验。
在集成设计与硬件适配层面,这款芯片实现了功能高度集成,单颗芯片可完全替代传统终端中两颗砷化镓芯片的功能,大幅精简了手机内部射频模组结构,有效缩减了设备内部元器件占用空间,为手机机身轻薄化设计、电池容量升级、功能模块拓展提供了充足的硬件空间,兼顾了通信性能与终端工业设计优势。
此次技术成果凭借突破性的创新价值与产业意义,成功入选2026年江苏省电子信息领域十大科技进展,是我国第三代半导体产业自主创新的重要标志性成果。据研发团队介绍,目前该款芯片已完成稳定量产交付,适配主流旗舰智能终端设备,市场应用前景广阔。未来,中国电科五十五所将依托此次核心技术积累,持续深化硅基氮化镓技术迭代,围绕商业航天、低空经济、毫米波通信、万物互联等前沿新兴领域,开发系列化、场景化的射频芯片新品,持续拓展第三代半导体技术的应用边界。
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