“十五五”开好局起好步 三新三量一线见闻｜让中国“芯”绽放更强光芒

　　在5G、卫星通信、雷达感知无处不在的今天，射频芯片是支撑无线世界的“心脏”。这一市场规模超千亿元的关键领域，最主流的硅基工艺面临射频损耗难题。天津大学马凯学教授团队历经二十余年深耕，研发“射频芯片耦合多谐振电磁调控理论与方法”项目，突破行业瓶颈，荣获2025年度天津市科学技术奖自然科学特等奖。

　　主流的硅基芯片成本低、工艺成熟，但存在先天短板——商用硅衬底电阻率低导致射频信号传输损耗高。大量能量转化为热量与噪声，不仅让芯片射频性能大打折扣，更制约着其低损耗、小型化的技术升级。

　　“大家习以为常的难题，我们努力从根源上破解。”马凯学说，“我们没有更换材料，没有改造产线，而是在通用商用硅工艺基础上，靠理论与设计创新‘螺蛳壳里做道场’。”

　　历经无数次仿真、测试与迭代，团队终于摸清底层机理：商用硅基电磁耦合与传输中，磁损耗几乎为零，电损耗是“罪魁祸首”。据此，团队首创耦合多谐振电磁调控模型，利用商用硅工艺多层金属的特点，把电能储存在低损耗的二氧化硅层，磁能储存在硅层，实现电磁能量“分区储能、精准调控”。不增材料、不加成本，仅靠结构创新设计，就把超高损耗大幅降低，让硅基射频芯片性能实现质的飞跃。

　　这一原创突破，收获一系列亮眼佳绩：研发出国际首款三谐振压控振荡器，大幅降低相位噪声87%;指导设计的功率放大器带宽提升31%;扩展应用于天线，使带宽提升50%……团队始终坚持需求导向、应用牵引，把论文写在产业一线，多个领军企业、科研机构的专利和论文广泛采用耦合多谐振模型，并转化应用。

　　有着十年企业工作经历的马凯学常年扎根科研一线，带领团队潜心攻关，把家国情怀融入每一次电路调试、每一次理论迭代。他们打破“先成果后转化”的惯性，以产业需求倒逼原始创新，用实际行动诠释爱国、创新、求实、奉献的科学家精神。

　　如今，这项技术不仅支撑5G通信稳定运行，更助力提前布局6G空天地海一体化通信，为万物智联提供支撑。在天津这片创新沃土上，团队将继续深耕射频芯片领域，用自主创新夯实我国集成电路产业安全基石，让中国“芯”在全球舞台上绽放更强光芒。