| 学科专业评审组: | 电子与通信技术组 | | 项目名称: | 高功率新型宽禁带半导体固态射频器件关键技术及应用 |
| 提名单位: | 中共陕西省委军民融合发展委员会办公室 |
| 提名等级: | 一等奖 |
| 提名单位意见: | 我单位认真审阅了该项目提名书及附件材料,确认全部材料真实有效,并按照要求对该项目的基本情况进行了公示,公示期间无异议。
该项目面向新一代反无人机系统、半导体装备固态微波源、无线电系统、卫星通讯等装备对百瓦至千瓦级高功率固态射频技术的重大需求,以及对自主可控高水平射频器件代工/生产线建设的迫切需求,发明了诱导成核的超薄氮化物射频材料与生长技术、高铝氮化物超级背势垒射频晶体管新结构及多项一体化集成式发射技术,建成了4-6(在建8)英寸国际领先水平的氮化镓射频晶圆代工/生产线。充分发挥出宽禁带半导体材料的综合优势,突破了连续波千瓦级以上高功率氮化物半导体射频器件关键技术,研制出系列化百瓦-千瓦级宽禁带半导体射频发射器件、T/R组件及固态微波源。本项目核心技术为国际首创,授权发明专利65项,发表134篇学术论文、其中Nature/Science子刊论文和IEDM/VLSI顶会论文等15篇。本项目在反无系统、雷达、制导和卫星上实现了批量列装、并在MPCVD微波发生源和5G基站上实现大批量应用。同时相关技术在陕西省半导体集成电路龙头企业进行推广应用,推动我省宽禁带半导体产业高质量发展。
根据《陕西省科学技术厅关于2026年度省科学技术奖提名工作的通知》,参照陕西省科技进步奖评定条件和评定标准,
|
| 项目简介: | 

|
| 客观评价: | 

|
| 应用情况和效益: | 

|
| 主要知识产权和标准规范等目录: | 

|
| 主要完成人: | - 姓名:张进成
排名:1 行政职务:副校长 技术职称:教授 工作单位:西安电子科技大学 对本项目技术创造性贡献:在核心科技创新点1、2、3、4中均做出了创造性贡献,在该技术研究工作中工作量占其总工作量的70%。具体负责该项目的方案设计和技术实现,提出并实现了诱导成核生长方法、超级背势垒射频晶体管结构、主导了6英寸氮化镓射频中试线建设、与参与单位共同设计出高功率密度放大器和组件。
证明文件:必备附件1-1、其他附件1-17。 曾获国家科技奖励情况:2009年、国家技术发明奖、二等奖、氮化物宽禁带半导体微波功率器件外延技术与核心设备、2/6、2009-F-24201-2-05-R02;
2018年、国家技术发明奖、二等奖、微波功率器件及关键技术、1/6、2018-F-31023-2-02-R01。
- 姓名:周弘
排名:2 行政职务:无 技术职称:教授 工作单位:西安电子科技大学 对本项目技术创造性贡献:在核心发明点1、2、3中均作出了创造性贡献,在该技术研究工作中工作量占其总工作量的55%。具体负责该项目高铝氮化物材料、AlN超级背势垒器件和电路设计方案与技术实现及高功率密度器件制备,参与提出并实现了AlN背势垒氮化镓功率放大器、氮化镓混合集成式放大器技术等技术创新。
证明文件:必备附件1-2、其他附件1-18。 曾获国家科技奖励情况:2025年、教育部科学研究优秀成果奖、青年优秀研究成果奖、1/1、2025-450。 - 姓名:曹佳
排名:3 行政职务:无 技术职称:研究员 工作单位:北京无线电测量研究所 对本项目技术创造性贡献:对本项目第2和第4项科技创新成果具有创造性贡献,主要表现在参与高功率射频放大器设计及主导了TR组件设计方面。提出了一种“功率放大器+环形器+极化开关”的一体化协同设计方案,突破了传统TR组件设计中采用标准阻抗级联设计的思路,实现了高功率功放芯片、极化开关芯片、铁氧体环形器和组件电路之间的能量传输链路重构,大幅度缩短了匹配路径,降低了传输损耗,解决了单个器件的高性能与系统级的高性能之间的折中难题。
证明文件:其他附件2-1。 曾获国家科技奖励情况:2023、国防科学技术进步奖、三等奖、1/10、2022GFJBJ3046-R01。
- 姓名:裴轶
排名:4 行政职务:技术副总裁 技术职称:正高级工程师 工作单位:苏州能讯高能半导体有限公司 对本项目技术创造性贡献:对本项目第2和第3项科技创新成果具有创造性贡献,主要表现在制备了高铝氮化物超级背势垒结构的高功率密度晶体管以及主导了国内第一条民营4英寸氮化镓射频产线的建设,产线满足大批量制造指标:单面热阻0.7 °C/W,200 ℃结温下MTTF可达10^7 h,芯片制造良率高于80%。
证明材料:其他附件2-2。 曾获国家科技奖励情况:无 - 姓名:周骏
排名:5 行政职务:副总经理 技术职称:研究员级高工 工作单位:南京国博电子股份有限公司 对本项目技术创造性贡献:对本项目第3项和第4项科技创新成果具有创造性贡献,主要表现在中国电科55所和南京国博电子股份有限公司射频芯片流片线建设以及一套 GaN 基宽带大功率多通道 T/R 组件完整技术体系。通过高导热结构设计、热源分布协同仿真、高效导热工艺开发,结合混合连续型放大器漏压调控策略,采用紧凑型 LC 谐振结构独立抑制二次与三次谐波,并配套宽带抗失配设计技术,平衡大功率输出、小型化集成与散热可靠性三大需求,最终形成覆盖 0.2-2 GHz、2-6 GHz、6-18 GHz、2-18 GHz 以及 30-40 GHz 的全频段大功率 T/R 组件产品谱系。
证明材料:其他附件2-3。 曾获国家科技奖励情况:2022年、陕西省技术发明奖、一等奖、大功率微波毫米波肖特基二极管及限幅器,4/6,2022-F-ZY-029-1-R04。 - 姓名:张雅超
排名:6 行政职务:无 技术职称:教授 工作单位:西安电子科技大学 对本项目技术创造性贡献:在核心发明点1、2中均作出了创造性贡献。具体参与提出并实现了诱导成核技术、超级背势垒结构、超薄缓冲层异质结构等科技创新。提出一种类 GaN/AlN 超晶格的数字合金制备方法,所得高铝 AlGaN 数字合金在纵向具备三元合金特征,保留高击穿场强的优势;横向则表现出二元半导体的输运特性,有效抑制合金无序散射。相比传统合金沟道,其电子迁移率实现翻倍,达到 1179 cm^2/Vs,创下同期国际最优水平。
证明文件:必备附件1-3。 曾获国家科技奖励情况:2024年、陕西省自然科学奖、一等奖、金刚石超宽禁带半导体电导调控及器件关键机理、5/6、2024-Z-242191-1-R05。 - 姓名:刘浩
排名:7 行政职务:研发部长 技术职称:高级工程师 工作单位:成都航天博目电子科技有限公司 对本项目技术创造性贡献:对本项目第2和第4项科技创新成果具有较多贡献,主要表现在参与高功率射频放大器设计及参与优化TR组件设计方面。参与了“功率放大器+环形器+极化开关”的一体化协同设计方案,推动了高功率射频放大器和高功率T/R组件在在反无、预警和制导装备中的大批量应用。
证明材料:其他附件2-4。 曾获国家科技奖励情况:无 - 姓名:赵博超
排名:8 行政职务:无 技术职称:高级工程师 工作单位:西安空间无线电技术研究所 对本项目技术创造性贡献:对本项目第4项科技创新成果具有较大贡献。负责GaN功率放大器核心电路的设计与仿真优化,包括输入匹配网络设计以实现全频带绝对稳定与高增益,以及基于负载牵引提取输出匹配阻抗空间,并采用切比雪夫阻抗变换器等拓扑实现宽带高效率输出。参与星载GaN固态功率放大器整机高可靠设计技术研究、并开发了星网用相控阵产品,解决器件在空间环境下的可靠性问题。
证明文件:其他附件1-5。 曾获国家科技奖励情况:无 - 姓名:刘志宏
排名:9 行政职务:无 技术职称:教授 工作单位:西安电子科技大学 对本项目技术创造性贡献:对本项目第2和第3项科技创新成果具有较大贡献,主要表现在提出并制备了基于SiN辅助隧穿高性能高铝氮化物射频器件以及主导了西电6英寸氮化镓射频中试线的建设。
证明文件:其他附件2-7。 曾获国家科技奖励情况:2021年、中国电子学会科学技术发明奖、一等奖、移动通信用新型氮化物异质结构及电子器件、6/6、KJ2021-F1-10-R06。 - 姓名:党魁
排名:10 行政职务:无 技术职称:副教授 工作单位:西安电子科技大学 对本项目技术创造性贡献:在核心创新点1、2中均做出了较大贡献。参与提出诱导成核生长方法并率先开展了材料验证工作,参与提出超级背势垒晶体管结构创新方案,并开发实现了高耐压的超级背势垒晶体管。
证明文件:其他附件2-5。 曾获国家科技奖励情况:2022年、陕西省技术发明奖、一等奖、大功率微波毫米波肖特基二极管及限幅器、3/6、2022-F-ZY-029-1-R03;
2024年、GF技术发明奖、一等奖、大功率氮化镓二极管及限幅器、5/6、2024GFFMJ1005-R05。 - 姓名:张新川
排名:11 行政职务:无 技术职称:工程师 工作单位:苏州能讯高能半导体有限公司 对本项目技术创造性贡献:对本项目第2和第3项科技创新成果具有较大贡献,主要表现在参与制备了高铝氮化物超级背势垒结构的高功率密度晶体管以及参与了国内第一条民营4英寸氮化镓射频产线的建设。
证明文件:其他附件2-6。 曾获国家科技奖励情况:无 - 姓名:张文超
排名:12 行政职务:市场与计划部总经理 技术职称:高级工程师 工作单位:南京国博电子股份有限公司 对本项目技术创造性贡献:对本项目第3项和第4项科技创新成果具有较大贡献,主要表现在参与中国电科55所和南京国博电子股份有限公司射频芯片流片线建设以及参与设计一套 GaN 基宽带大功率多通道 T/R 组件完整技术体系。提出采用紧凑型 LC 谐振结构独立抑制二次与三次谐波,并配套宽带抗失配设计技术,平衡大功率输出、小型化集成与散热可靠性三大需求,最终形成覆盖 0.2-2 GHz、2-6 GHz、6-18 GHz、2-18 GHz 以及 30-40 GHz 的全频段大功率 T/R 组件产品谱系。
证明文件:其他附件1-6。 曾获国家科技奖励情况:无 - 姓名:杜航海
排名:13 行政职务:无 技术职称:副教授 工作单位:西安电子科技大学 对本项目技术创造性贡献:对本项目第2和第3项科技创新成果具有较大贡献,主要表现在制备了基于SiN辅助隧穿高性能高铝氮化物射频器件以及参与了西电6英寸氮化镓射频中试线的工艺开发。
证明文件:其他附件2-7。 曾获国家科技奖励情况:无 - 姓名:张超群
排名:14 行政职务:无 技术职称:工程师 工作单位:成都航天博目电子科技有限公司 对本项目技术创造性贡献:对本项目第2项科技创新成果具有较大贡献,制备了基于诱导成核方法生长的高功率密度高铝氮化物射频器件。
证明文件:其他附件1-2。 曾获国家科技奖励情况:无 - 姓名:张恒爽
排名:15 行政职务:无 技术职称:高级工程师 工作单位:西安空间无线电技术研究所 对本项目技术创造性贡献:对本项目第4项科技创新成果具有较大贡献。参与了GaN核心电路的设计优化,并在架构上实现了技术突破。创新性地采用了多级谐波联合调控技术,通过在匹配网络中集成精密陷波电路,精准调控高阶谐波阻抗,实现了峰值功率附加效率提升。该方案在确保高线性度的同时,通过紧凑化匹配设计使芯片面积得到缩小,为高功率密度GaN芯片设计提供了创新思路,参与研制了星网用相控阵产品。
证明文件:其他附件1-5。 曾获国家科技奖励情况:无
|
| 主要完成单位及创新推广贡献: | - 单位名称:西安电子科技大学
单位贡献:西安电子科技大学作为本项目第一完成单位,全面负责项目的总体规划、设计、实施与组织,为本项目提供了大力支持和充分保障,在核心科技创新1-3点均作出了重大贡献、在科技创新第第4点做出了重要贡献,确保了项目的顺利进行。
- 单位名称:北京无线电测量研究所
单位贡献:在本项目核心科技创新点2和4做出了重要贡献。本项目实现的C波段高功率射频放大器及TR组件,自2022年起已批量在预警、反无装备中应用,其具备发射功率高、效率高、谐波抑制强、可靠性良好等优点,在低空强杂波场景下,具有对无人机等低空小目标的探测及打击能力,使装备实现了更远的探测距离、更强大的抗干扰能力、识别能力和打击能力,并可以进一步推广至中国航天科工集团以及国内相关研究单位,具有重大的科技、经济和社会效益。
- 单位名称:南京国博电子股份有限公司
单位贡献:在本项目核心科技创新点3和4做出了重要贡献。南京国博电子股份有限公司开展了射频芯片流片线建设并建立了一套 GaN 基宽带大功率多通道 T/R 组件完整技术体系。通过高导热结构设计、热源分布协同仿真、高效导热工艺开发,结合混合连续型放大器漏压调控策略,采用紧凑型 LC 谐振结构独立抑制二次与三次谐波,并配套宽带抗失配设计技术,平衡大功率输出、小型化集成与散热可靠性三大需求,最终形成覆盖 0.2-2 GHz、2-6 GHz、6-18 GHz、2-18 GHz 以及 30-40 GHz 的全频段大功率 T/R 组件产品谱系。项目研制的T/R组件产品广泛应用于陆海空天各领域有源相控阵雷达,促进了相关装备的升级换代。
- 单位名称:苏州能讯高能半导体有限公司
单位贡献:在本项目核心科技创新点2和3中做出了重要贡献。能讯半导体依托其独具优势的器件设计、芯片设计、工艺制造、功放管设计、封装制造全产业链一体化能力,为宽带大功率GaN功率放大器技术体系的研发、工程化实现与产业化推广作出了重要贡献。
能讯半导体针对超大功率GaN HEMT器件高功率与高效率难以兼顾,且可靠性差的难题,通过优化GaN HEMT器件结构设计提升器件散热能力和可靠性,通过优化半导体制造工艺,提升器件效率,降低热耗。最终实现600W输出功率下单side热阻低至0.7°C/W,200°C结温下MTTF达10^7小时。能讯半导体实现了上述技术的产业化,芯片端制造良率>80%。关联功放管产品DOD1H0015-1800EF、DOD1H2425-600EF实现量产与批量供货,其中DOD1H2425-600EF效率达到74%,较国际竞品同档产品高出约6%,已服务多家工业龙头客户,市场容量达十亿级,为宽带大功率GaN放大器系列化产品体系的规模化推广提供了有力支撑。
- 单位名称:成都航天博目电子科技有限公司
单位贡献:在核心科技创新点2和4中做出了重要贡献。完成了高功率射频放大器及TR组件方面的关键技术攻关和应用推广工作。在本项目中,针对高功率射频放大器在大脉宽、大占空比、宽带、抗干扰等工作条件下输出功率、附加效率、谐波抑制度等关键指标难以兼容的难题,发明了“功率放大器+环形器+极化开关”的一体化协同设计方案,采用多阶电抗匹配与谐波牵引匹配联合调控方法,相较于传统C波段高功率射频放大器,效率提升了5%~8%,实现了全频段效率超过58%的显著成果,在保证高功率、高效率的前提下,将现有谐波抑制效果提升80%,实现了全频段55dBc以上的谐波抑制效果。
- 单位名称:西安空间无线电技术研究所
单位贡献:在核心科技创新点4中做出了重要贡献。团队攻克了多项核心技术,基于氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT),团队成功研制出工作频率覆盖0.46GHz至3.9GHz的超宽带功率放大器,实现了全频带内绝对稳定与高增益放大。通过创新性的铜金刚石-硅铝复合型管壳技术,团队解决了Ka频段GaN固态功放多芯片模块的高密度集成与散热难题。此外,团队还成功研制了国内星载领域连续波功率和效率最高的L频段200W固态功率放大器。团队将科研成果成功应用于多项国家重点工程。团队系统研究了星载GaN固态功率放大器的整机高可靠设计技术,产品在热真空、温循老炼等严苛的空间环境模拟试验中表现出极高的稳定性和一致性。同时,团队还成功研制了E波段(60-90GHz)GaN四合一功放模组,并探索了其在新一代移动通信、高分辨毫米波成像雷达等领域的广阔应用前景。这些工作为我国航天电子系统的升级换代提供了核心器件支撑。
|
| 完成人合作关系说明: | 完成人合作关系说明:1
|