北京大学电子学院射频领域前沿研究整理

FPGA技术江湖

发布于 2026-03-23 20:22:36

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北京大学电子学院近年射频相关科研项目与课题，围绕 “材料 - 频段 - 集成 - 应用” 四大维度展开，既聚焦核心技术突破，又注重产业与跨域落地，为射频工程师提供前沿研究方向参考。（详细项目列表见文末附录）

一、核心研究方向：四大维度突破射频技术瓶颈

方向一：碳基纳米材料主导射频器件性能跃升

主要技术亮点包括碳纳米管射频器件和二维半导体与异质结构

碳纳米管射频器件相比传统硅基材料，电子迁移率提升 5-10 倍、功耗显著降低，实验室成果已实现碳管射频晶体管f_T = 540GHz、f_MAX=306GHz，重点突破 “太赫兹频段适配” 与 “CMOS 集成”，解决高频段性能瓶颈。为太赫兹雷达、6G 通信提供核心器件，如碳纳米管射频芯片适配太赫兹成像雷达小型化测试系统；

二维半导体与异质结构以石墨烯、MoS₂为代表的二维半导体，凭借原子级平整表面减少信号噪声；氧化物顶栅结构提升晶体管高场耐压性，优化射频芯片 “低噪声 - 高功率” 双特性。二维半导体低噪声特性可优化超宽带 SAR 雷达前端放大器，降低信号失真率，与中科院微电子研究所 “射频 IP 核降噪设计” 形成技术互补。

主要支撑项目（科技部 / 国家自然科学基金）

项目类型	项目 / 课题名称	负责人	执行周期	核心目标
科技部重点研发计划项目	碳基太赫兹射频晶体管与微波集成电路研究（2022YFB4401600）	张志勇	2022.11-2026.10	碳基太赫兹器件与微波电路集成
科技部重点研发计划项目	碳基纳米管太赫兹芯片与成像系统研究（2024YFA1209700）	刘洪刚	2025.01-2029.12	碳基太赫兹芯片与成像系统开发
国家自然科学基金	基于合金接触的高性能 n 型阵列碳纳米管晶体管及其 CMOS 集成研究（62574010）	曹宇	2026.01-2029.12	碳纳米管晶体管 CMOS 集成
国家自然科学基金	超洁净二维半导体低频噪声与集成技术探索（62574004）	刘旸	2026.01-2029.12	二维半导体射频器件降噪

方向二：从毫米波到太赫兹，突破频率上限

主要技术亮点包括：太赫兹射频技术（>100GHz）和毫米波技术。

太赫兹技术从 “器件级” 向 “系统级” 跨越，重点突破两大方向：

收发芯片集成：基于碳纳米管实现信号产生 - 放大 - 接收单片集成，解决分立器件体积大、损耗高问题；
信号调控：通过光电融合技术（如集成光电振荡器）实现太赫兹信号精准调控，填补国内高频段调控空白。

太赫兹技术满足高分辨率成像（如雷达目标细节探测）与高速数据传输（6G）需求；

毫米波技术（28/39/60GHz）向 “宽频带 + 高集成” 升级，结合微波光子技术突破 10GHz 以上瞬时带宽，适配 MIMO 雷达多通道协同，提升抗干扰与探测精度。

毫米波宽频带特性适配超宽带 SAR 雷达 18GHz 工作带宽测试，MIMO 协同技术提升分布式干扰对抗能力。

2. 支撑项目（科技部 / 国家自然科学基金）

项目类型	项目 / 课题名称	负责人	执行周期	核心目标
科技部重点研发计划课题	太赫兹碳基器件和电路研制（2022YFB4401603）	丁力	2022.11-2026.10	太赫兹碳基电路开发
科技部重点研发计划课题	强磁场太赫兹回旋管理论设计与器件研制（2021YFA1600302）	杜朝海	2022.01-2026.12	太赫兹回旋管器件设计
国家自然科学基金	基于集成光电振荡器的毫米波 / 太赫兹波产生、调控及应用研究（62405009）	韩丰远	2025.01-2027.12	太赫兹信号产生与调控
国家自然科学基金	基于微腔光梳的混沌分布式 MIMO 雷达关键技术研究（62505004）	沈碧涛	2026.01-2028.12	毫米波 MIMO 雷达抗干扰

方向三：从 “器件 IP” 到 “系统级集成”，提升应用效率

技术亮点包括射频 IP 核与 CMOS 产业化和多模态 SoC 集成

射频 IP 核与 CMOS 产业化突破 “晶圆级制造” 与 “三维集成” 技术，射频器件生产效率提升 10 倍以上；IP 核复用降低成本，推动雷达射频芯片从实验室走向工程化。晶圆级 IP 核技术降低超宽带 SAR 雷达收发芯片量产成本，如提供量产化功率放大器 IP 核；

多模态 SoC 集成将射频技术与成像、传感、光子功能整合，如 “射频振荡 + 声子激光” 双模芯片、“射频滤波 + 光子梳” 集成系统，拓展射频应用场景。多模态 SoC 可实现太赫兹雷达 “目标振动特性监测”，精准捕捉目标细微特征，匹配雷达测试系统需求。

支撑项目（科技部 / 国家自然科学基金）

项目类型	项目 / 课题名称	负责人	执行周期	核心目标
科技部重点研发计划课题	高性能碳纳米管晶体管晶圆级制备（2022YFB4401601）	张志勇	2022.11-2026.10	碳纳米管器件晶圆级量产
科技部重点研发计划课题	碳纳米管三维光电集成（2020YFA0714703）	贺小伟	2020.12-2025.11	射频 - 光子芯片异质集成
国家自然科学基金	基于片上光子神经网络的实时单像素成像与感知技术（62505006）	田烨	2026.01-2028.12	射频 - 成像 - 感知片上集成
国家自然科学基金	基于微腔光梳的硅基集成微波光子滤波系统研究（12204021）	舒浩文	2023.01-2025.12	射频滤波与光子梳技术融合

方向四：射频技术渗透通信、雷达、生物医疗

技术亮点包括通信 - 雷达一体化（ISAC）和生物医疗射频传感

通信 - 雷达一体化（ISAC）研发宽频带射频信道模型，实现 “信号传输 + 目标探测” 双模功能，适配 6G 全频谱接入与雷达超宽带探测，推动国产化通感一体设备落地。通感一体技术为 6G 基站、车载雷达提供双模解决方案，与中科院微电子研究所 “5G 毫米波相控阵技术迁移” 协同；

生物医疗射频传感利用碳纳米管射频传感器利用介电常数敏感性，实现生物分子高灵敏检测；射频调控模块提升 OCT 导航多光子成像深度与分辨率。生物医疗射频传感的抗干扰算法可迁移至雷达系统，提升分布式干扰对抗测试验证设备性能。

支撑项目（科技部 / 国家自然科学基金）

项目类型	项目 / 课题名称	负责人	执行周期	核心目标
国家自然科学基金	基于超材料传感器的通信感知一体化理论与关键技术（624B2008）	刘旭	2025.01-2026.12	通感一体射频前端开发
国家自然科学基金	面向下一代移动通信感知的上中频信道测量、参数估计和模型构建（62571007）	蔡雪松	2026.01-2029.12	通感一体信道模型构建
科技部重点研发计划项目	碳纳米管生物传感芯片晶圆级制造工艺研究（2022YFB3204400）	夏煜	2022.10-2025.09	射频生物传感芯片量产
国家自然科学基金	OCT 导航多光子在体细胞影像技术研究（62575004）	王爱民	2026.01-2029.12	射频调控成像技术优化

附录：北京大学电子学院射频相关核心项目清单（完整版）

（一）科技部重点研发计划

1. 项目（7 项）

项目编号	项目名称	负责人	执行周期
2024YFA1209700	碳基纳米管太赫兹芯片与成像系统研究	刘洪刚	2025.01-2029.12
2022YFB4401600	碳基太赫兹射频晶体管与微波集成电路研究	张志勇	2022.11-2026.10
2022YFB3204400	碳纳米管生物传感芯片晶圆级制造工艺研究	夏煜	2022.10-2025.09
2022YFB2803700	超大带宽电光调制器	舒浩文	2022.11-2025.10
2022YFB2902800	多模超表面全息通信与感知关键技术研究	邸博雅	2022.11-2025.10
2021YFA0718300	空间微重力环境下极低温原子的奇异物理特性研究	周小计	2021.12-2026.11
2021YFA0717400	碳基亚 10 纳米节点超低功耗器件研究	邱晨光	2021.12-2026.11

2. 课题（16 项）

课题编号	课题名称	负责人	执行周期
2024YFA1209701	碳基太赫兹器件与收发芯片研究	刘洪刚	2025.01-2029.12
2024YFA1209702	碳纳米管射频器件的界面物理研究	刘旸	2025.01-2029.12
2024YFF0727602	高灵敏抗干扰氢气传感器研制	花中秋	2024.12-2027.11
2024YFC3406302	高通量多组学纳米孔测序关键芯片研究	许胜勇	2024.12-2027.11
2023YFC3402604	跨尺度声光多模态成像装置	王爱民	2023.12-2028.11
2023YFB2905501	拓扑优化光发射耦合技术研究	杨川川	2023.12-2026.11
2023YFF0615603	长极化寿命碱金属原子标准器件研究	都长平	2023.11-2026.10
2022YFA1204903	高带宽石墨烯 / 硅光通信原型器件	尹建波	2023.05-2028.04
2022YFA1404804	拓扑辐射调控光子集成器件	彭超	2022.12-2027.11
2022YFB4401601	高性能碳纳米管晶体管晶圆级制备	张志勇	2022.11-2026.10
2022YFB4401603	太赫兹碳基器件和电路研制	丁力	2022.11-2026.10
2022YFB3204401	碳纳米管生物传感芯片晶圆级制造工艺研究	夏煜	2022.10-2025.09
2022YFB3204402	高性能碳纳米管生物传感器件构建及晶圆制备	肖梦梦	2022.10-2025.09
2021YFA1202904	超薄半导体柔性电路构筑与应用探索	胡又凡	2022.04-2027.03
2021YFA1600302	强磁场太赫兹回旋管理论设计与器件研制	杜朝海	2022.01-2026.12
2020YFA0714703	碳纳米管三维光电集成	贺小伟	2020.12-2025.11

（二）国家自然科学基金（71 项，核心射频相关 30 项精选）

项目编号	项目名称	负责人	执行周期
62574010	基于合金接触的高性能 n 型阵列碳纳米管晶体管及其 CMOS 集成研究	曹宇	2026.01-2029.12
62574004	超洁净二维半导体低频噪声与集成技术探索	刘旸	2026.01-2029.12
62405009	基于集成光电振荡器的毫米波 / 太赫兹波产生、调控及应用研究	韩丰远	2025.01-2027.12
62505004	基于微腔光梳的混沌