IT之家12月14日报道 小米创始人、董事长兼首席执行官雷军今日发来消息。小米手机射频团队的论文成功入选全球半导体及电子器件领域最大的会议IEDM 2025。小米科技官方表示，此次入选标志着氮化镓高电子迁移率晶体管技术在移动终端通信领域的历史性进步，得到了国际各大学术平台的高度赞赏。 IT之家注：IEDM是全球半导体和电子器件领域最负盛名、最具影响力的会议之一。该会议始于1955年，至今已有70多年的历史。它是世界上报告半导体和电子设备技术、设计、制造、物理和建模领域主要技术进步的主要论坛。据介绍，在本次IEDM中，小米集团移动迪愿景中，苏州能讯高能半导体有限公司与香港科技大学共同编写的论文顺利被接收。第一份关于移动设备中使用的高效、低压硅基氮化镓射频功率放大器的报告，首次发表在《下一代射频设备的 GaN 和 III-V 集成》中。文章简介如下： 入选文章标题：《First Integration of GaN Low-Voltage PA MMIC in Mobile Phones with Higher Efficiency Over 50%》文章作者：张浩辰*、孙悦*（小米）、钱宏图*、刘嘉楠（小米）、范水岭、韩晓、张永胜、张辉、张新川、邱俊卓、裴毅、刘水（小米）、孙海丁、陈静（香港科技大学）、张乃谦 *注明为共同作者。这项工作是由小米完成的。由手机射频团队牵头，器件组孙悦博士担任项目负责人。文章详情：https://iedm25.mapyourshow.com/8_0/sessions/ session-details.cfm?scheduleid=273 研究背景 在当前移动通信技术从5G/5G-Advanced向6G演进的关键阶段，手机射频前端器件持续面临超高效率、超宽带、超薄化、小型化等多重技术挑战。功率放大器作为射频传输链路的核心部件，负责有效放大微弱的射频信号并向基站辐射。其性能直接决定系统的能源效率、频谱利用率和信号覆盖能力。终端通信主题。目前，砷化镓（GaAs）半导体技术广泛应用于手机功率放大器。这项技术已经商用20多年，在过去几代通信系统中发挥了重要作用。然而，随着6G的愿景随着技术逐渐清晰，通信系统的频段、带宽和功率效率要求不断提高，砷化镓材料在效率、导热系数和击穿电场等方面的物理极限日益明显，综合功率效率、功率密度和高温工作稳定性等重要指标逐渐逼近其理论极限。因此，传统的砷化镓基功率放大器已无法满足未来通信的综合需求，例如更高的输出功率、更低的功耗以及更紧凑的封装尺寸。在这种情况下，以氮化镓（GaN）为代表的宽禁带半导体材料具有高临界击穿电场和优异的导热性，被认为是克服当前高频功率放大器性能瓶颈的重要技术方向之一。豪传统的GaN器件主要是为通信基站设计的，需要在高电压下工作，通常为28V/48V。它们与手机中现有的低压电源系统不兼容，这是其在移动设备中大规模应用的主要障碍。为了克服这一问题，研究团队采用氮化镓为重点的硅（GaN-on-Si）技术路线。通过电路设计和半导体工艺的联合创新，我们成功开发了适用于手机低压应用场景的高频氮化镓高迁移率电子晶体管（GaN HEMT）技术。他们首次在移动平台上完成了系统级性能验证，为6G时代终端射频架构演进奠定了重要的技术基础。研究方法与实验本研究主要针对与外延结构相关的两个重要问题进行技术研究：减少高频损耗并优化欧姆接触。另一方面，实施原位衬底表面预处理结合热平衡精确控制的AlN成核层的使用，极大地抑制了Si基GaN外延中的界面反应和晶体缺陷，有效降低了射频信号传输过程中的衬底耦合损耗和缓冲层泄漏，使射频性能更接近当前SiC基先进GaN器件的水平。同时，新型高质量再生欧姆接触工艺的开发，在降低界面势垒、提高载流子注入效率方面取得了革命性的进展，实现了极低的接触电阻和均匀的方块电阻，为提高器件跨导、功率输出和高温稳定性奠定了工艺基础。得益于外延设计的优化和工艺创新，这晶体管可以实现优异的性能，在10 V工作电压下总功率效率超过80%，输出功率密度达到2.84 W/mm。结合定义手机产品的器件要求，我们进一步制定了针对器件的实施方案。考虑到耗尽型高电子迁移率晶体管（D型HEMT）的正常工作特性，该解决方案设计了专用的负栅极电压电源架构。精准的负压偏置和缓启动电路保证了器件在切换过程中的稳定性和可靠性，有效避免了意外上电和故障的风险。在模块集成层面，通过多芯片封装和协同设计技术，在模块工具内实现了功率放大器芯片融入GaN HEMT工艺、电源管理芯片融入Si CMOS工艺的高密度封装集成。最终的至此，该器件完成了手机射频前端系统关键性能指标的全面验证，并提供以下功能：对低压氮化镓技术在下一代移动通信终端中的应用具有重要参考意义。研究结论与传统GaAs基功率放大器相比，研究团队开发的低压氮化镓功率放大器在保持显着线性度的同时表现出显着的性能优势。最终，该设备实现了比前几代产品更高的总能效 (PAE)，在系统级指标方面取得了显着进步，同时考虑到通信系统的线性度和功率级别要求。未来展望 这一成果的实现，标志着硅基低压氮化镓射频技术从器件研发成功过渡到系统级应用。蒂不仅在学术层面证明了该技术的可行性，还在工业层面展示了其在新一代高效移动通信终端方面的巨大潜力。我们将继续深化与产业链的协同创新，推动这项技术向更复杂的通信场景拓展，加速在移动终端领域的大规模商用。未来，小米将继续走技术创新之路，推动更多前沿技术从实验室走向大规模部署，更加坚定地探索和实现更强大、更可靠、更确定的未来通信体验。
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