Quando você está em um arranha-céu, metrô ou área remota, o sinal do celular aparece e desaparece — por trás disso está o gargalo de desempenho do chip amplificador de potência de radiofrequência (PA). Agora, essa situação está sendo completamente reescrita.

Recentemente, o 55º Instituto de Pesquisa da China Electronics Technology Group Corporation (CETC 55) e sua subsidiária, a Nanjing Guobo Electronics Co., Ltd., anunciaram que seu primeiro chip de RF de nitreto de gálio sobre silício (GaN-on-Si) do mundo, desenvolvido de forma independente para terminais inteligentes, concluiu entregas em grande escala, com um volume acumulado de entregas superior a 5 milhões de unidades. Esta é a primeira vez no mundo que a comercialização em larga escala desse tipo de chip em terminais de comunicação de consumo civil foi alcançada, marcando uma verdadeira "mudança de pista e ultrapassagem" dos chips de RF nacionais, que antes estavam principalmente na esteira das marcas internacionais.

O caminho inevitável do "arsenieto de gálio" ao "nitreto de gálio"

O chip de RF é o "coração do sinal" do sistema de comunicação, determinando diretamente a taxa de transmissão, cobertura e estabilidade de dispositivos como celulares e terminais de satélite. Atualmente, os componentes principais dos chips de RF de celulares domésticos usam predominantemente o material semicondutor de segunda geração — arsenieto de gálio (GaAs).

No entanto, com o crescimento explosivo das comunicações 5G/6G, da aviação comercial e da economia de baixa altitude, os requisitos para chips amplificadores de potência de RF saltaram para um novo patamar: maior potência, maior eficiência, banda mais larga e maior confiabilidade. Os chips de arsenieto de gálio estão cada vez mais sobrecarregados para atender a essas exigências rigorosas, enquanto o nitreto de gálio (GaN), um material semicondutor de terceira geração, com suas vantagens físicas como banda larga proibida, alta tensão de ruptura e alta mobilidade de elétrons, tornou-se o material reconhecido para a próxima geração de chips de RF. No entanto, os chips de RF de nitreto de gálio anteriores eram baseados principalmente em substratos caros de carboneto de silício (SiC), com custos elevados, dificultando sua entrada em terminais inteligentes de consumo.

Como crescer dispositivos de nitreto de gálio de alto desempenho em substratos de silício, ao mesmo tempo que se alcança fabricação de baixo custo e em grande escala — esse desafio de "querer o melhor dos dois mundos" tem sido o foco de pesquisa da indústria global de semicondutores por décadas.

Pesquisa independente em toda a cadeia, construção da primeira linha de produção de 6 polegadas do país

A equipe do CETC 55, alinhada às principais necessidades estratégicas nacionais, concentrou esforços na pesquisa de tecnologias-chave em toda a cadeia do nitreto de gálio sobre silício. Após anos de trabalho árduo, a equipe de pesquisa superou sucessivamente uma série de gargalos tecnológicos, incluindo preparação de epitaxia de material, design independente de chip, verificação de processo completo e teste de confiabilidade do produto.

A equipe principal de pesquisa apresentou que o desenvolvimento levou dois anos e conseguiu superar as principais tecnologias centrais do material semicondutor de terceira geração — nitreto de gálio sobre silício.

O CETC 55 e sua subsidiária, a Nanjing Guobo Electronics Co., Ltd., também construíram a primeira linha de produção de chips de RF de nitreto de gálio sobre silício de baixa tensão de 6 polegadas do país, estabelecendo uma base sólida de capacidade de produção para fabricação em larga escala. Este chip foi premiado como um dos Dez Principais Avanços Tecnológicos no Campo da Eletrônica e Informação da Província de Jiangsu em 2026.

Um "jogador versátil" de pequeno volume, baixo custo e alto desempenho

Em comparação com os chips de RF tradicionais de arsenieto de gálio, os chips de RF de nitreto de gálio sobre silício alcançaram um salto significativo em desempenho, com área menor e custo mais baixo.

Esta série de chips combina desempenhos excepcionais como alta potência, alta eficiência, banda ultra larga e alta confiabilidade, podendo atender com precisão aos rigorosos requisitos técnicos de alta eficiência e alta linearidade dos amplificadores de potência de RF em sistemas de comunicação integrados ar-espaço-terra. Ao mesmo tempo, a equipe desenvolveu com sucesso uma série de produtos adaptados a múltiplos cenários, abrangendo categorias como sistemas de comunicação de carga útil de satélite, terminais de comunicação de plataforma de baixa altitude e módulos de transmissão de dados, estações terrestres de gateway e chips de RF para terminais inteligentes.

Do celular ao satélite, o "chip" conecta ar, espaço e terra

No campo de terminais inteligentes, este chip já foi integrado em dispositivos de consumo, como celulares, resolvendo efetivamente os problemas de travamento de sinal e perda de conexão em cenários complexos como arranha-céus, metrôs e áreas remotas, tornando possível a "conectividade global e em tempo integral".

Em um campo aeroespacial mais amplo, com o desenvolvimento acelerado da aviação comercial, economia de baixa altitude, pesquisa de 6G e indústria de comunicação de informação da China, a demanda por chips de RF de baixo custo e alto desempenho está crescendo explosivamente. A rede de informação integrada ar-espaço-terra é a base central para suportar futuras comunicações 6G, aviação comercial, economia de baixa altitude e comunicações de emergência. A produção em massa deste chip fornece suporte de hardware crucial para este plano grandioso.

O responsável relevante da equipe revelou que, no próximo passo, serão lançados chips de RF de nitreto de gálio sobre silício para sistemas de comunicação de carga útil de satélite, plataformas de baixa altitude e terminais de satélite, reduzindo significativamente o custo de plataformas de baixa altitude e terminais portáteis com conexão direta a satélites.

Quebrando o monopólio estrangeiro de décadas, alcançando "mudança de pista e ultrapassagem"

Este é um salto histórico para os chips de RF nacionais.

Nas últimas décadas, fabricantes estrangeiros mantiveram uma posição monopolista de longo prazo no campo do nitreto de gálio de RF. A comercialização em larga escala de chips de RF de nitreto de gálio sobre silício em terminais inteligentes resolveu efetivamente o problema de industrialização de chips de RF de alto padrão, marcando que os chips de RF para terminais inteligentes nacionais, que antes estavam principalmente na esteira das marcas internacionais, agora realmente alcançaram uma "mudança de pista e ultrapassagem".

Com o avanço do projeto de expansão para uma produção anual de 720.000 chips de nitreto de gálio sobre silício de 8 polegadas, a capacidade de produção de chips de nitreto de gálio sobre silício nacionais será ainda mais liberada, fornecendo suporte robusto e contínuo para a cobertura global e interconexão de alta velocidade da rede de informação integrada ar-espaço-terra.