近日，中國電科第五十五研究所聯合產業化平臺南京國博電子股份有限公司宣布，其自主研發的全球首款面向智能終端的硅基氮化鎵（GaN-on-Si）射頻芯片已實現大批量交付，并成功應用于頭部終端廠商最新旗艦機型。這也是全球范圍內首次實現硅基氮化鎵射頻芯片在消費級智能終端的規模化商用，標志著國產射頻芯片在第三代半導體領域邁出了關鍵一步。
射頻前端芯片被譽為無線通信系統的"信號心臟"，直接決定著手機等智能終端的通信質量、功耗和散熱表現。隨著5G-Advanced、未來6G、手機直連衛星、低空經濟以及物聯網等新興應用快速發展，傳統射頻器件正面臨更高性能、更低功耗和更小尺寸的升級需求。
射頻硅基氮化鎵晶圓
目前，智能手機射頻功率放大器主要采用砷化鎵（GaAs）材料，技術已趨于成熟，但進一步提升空間有限。相比之下，氮化鎵（GaN）具有更高電子遷移率、更高功率密度和更優高頻性能，被認為是下一代射頻器件的重要材料。不過，由于制造工藝復雜、成本較高，GaN器件此前主要應用于5G基站、雷達、衛星通信等高端領域，尚未進入大規模消費電子市場。
據了解，中國電科五十五所依托長期技術積累，聯合南京國博電子歷時三年多完成關鍵技術攻關，突破了硅基氮化鎵器件工程化和量產難題，成功開發出適用于智能終端的大規模商用產品。
官方介紹，該產品在多個方面實現了性能提升。首先，在復雜通信環境下，可顯著增強信號穩定性。相比國外同類產品，在高密度用戶場景中上下行綜合速率提升約200%，通信時延降低25%，并支持手機直連衛星等新型通信功能。
其次，在能效方面，硅基氮化鎵材料能夠在高頻高速通信條件下保持更高轉換效率，使整機通信功耗降低約10%，有效減少長時間視頻播放、導航等應用過程中的發熱，提高續航體驗。
此外，新一代芯片還實現了更高集成度。據介紹，一顆硅基氮化鎵芯片即可實現原先兩顆砷化鎵芯片的功能，為智能手機內部騰出更多空間，有助于終端進一步實現輕薄化設計，并為電池、散熱等其他模塊提供更大的布局余量。
目前，該產品已累計交付數百萬顆，完成在國內頭部智能終端旗艦產品中的規模應用，也成為全球首個實現硅基氮化鎵射頻芯片消費級量產商用的案例。此次成果還入選了江蘇省電子信息領域十大科技進展。
南京國博電子表示，本次產業化實現了從基礎工藝、材料供應、芯片設計、封裝制造到質量管控的全鏈條自主可控，當前產線已具備穩定量產和持續供貨能力。
未來，公司還將圍繞商業航天、低空經濟、毫米波通信等新興領域布局系列硅基氮化鎵射頻產品，持續完善自主可控的產業平臺，進一步拓展第三代半導體材料在通信領域的應用邊界。此次規模化商用不僅意味著國產射頻芯片邁入新的發展階段，也為我國第三代半導體產業鏈自主化發展提供了新的產業化示范。
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