一文读懂相控阵T/R芯片，相控阵T/R芯片全产业链深度解析及全面详细介绍，从技术基础到商业生态系统性拆解

$*ST铖昌(SZ001270)$ $臻镭科技(SH688270)$ $国博电子(SH688375)$

首先，先大概解释一下一些专业术语。

相控阵雷达：利用电子技术控制阵列天线各辐射单元的相位，使天线波束指向在空间快速变化的雷达。其特点是：目标容量大、数据率高，可同时监视和跟踪数百个目标；具有搜索识别、跟踪、制导等多种功能；对复杂目标环境的适应能力强，反干扰性能好，可靠性高。

模拟相控阵：采用模拟器件的移相器，通过改变天线各阵元信号相位从而合成空间波束的雷达体制。

有源相控阵、AESA：相控阵雷达的一种射频前端，具有众多的天线单元，每个天线单元都配有独立的T/R 组件，每一个T/R 组件都能自己发射和接收电磁波，部分T/R 组件失去效能不会影响雷达整体工作，具有更高的可靠性。

无源相控阵、PESA：相控阵雷达的一种射频前端，仅有一个中央发射机和一个接收机，发射机产生的高频能量，经功分网络主动分配给天线阵的各个单元，目标反射信号也是经各个天线单元送达接收机统一放大。

芯片：指半导体分立器件芯片，系通过在硅或化合物半导体晶圆片上进行抛光、氧化、扩散、光刻等一系列的工艺加工后，在一个硅晶圆片上同时制成许多构造相同、功能相同的单元，再经过划片分离后便得到单独的晶粒，即为芯片。

T/R 芯片：T/R 芯片指的是内嵌于T/R 组件内的核心功能芯片，T/R 组件（Transmitter and Receiver Module）是一个无线收发系统连接中频处理单元与天线之间的部分，是相控阵雷达的核心，其功能就是对信号进行放大、移相、衰减。

MMIC：微波单片集成电路芯片（Monolithic Microwave Integrated Circuit）

微波：频率为300MHz~300GHz 的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在1 毫米~1 米之间的电磁波，是分米波、厘米波、毫米波的统称。

毫米波：频率为30GHz~300GHz 的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在1 毫米~10 毫米之间的电磁波。

GaAs：砷化镓，是一种重要的半导体材料。用砷化镓制成的半导体器件具有高频、高温、低温性能好、噪声小、抗辐射能力强等优点，故在制作射频微波器件方面得到重要应用。

GaN：氮化镓，是一种无机物，化学式GaN，是氮和镓的化合物，是研制微电子器件、光电子器件的新型半导体材料，并与SiC、金刚石等半导体材料一起，被誉为是继第一代Ge、Si 半导体材料、第二代GaAs、InP 化合物半导体材料之后的第三代半导体材料。

卫星通信：地球上（包括地面和低层大气中）的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信。卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。

MIMO：多输入多输出技术（Multi Input Multi Output）。

Massive MIMO：大规模天线技术。

MCM：多芯片组件（Multi-Chip Module）。

3GPP：第三代合作伙伴计划（Third Generation Partnership Project），是一个成立于1998 年12 月的标准化组织，目前其成员包括：欧洲的ETSI（欧洲电信标准化委员会）；日本的ARIB（无线行业企业协会）和TTC（电信技术委员会）；中国的CCSA（中国通信标准化协会）；韩国的TTA（电信技术协会）；北美的ATIS（世界无线通讯解决方案联盟）印度的TSDSI（电信标准开发协会）。

SiP：系统级封装（System In a Package），是将多种功能芯片，包括处理器、存储器等功能芯片集成在一个封装内，从而实现一个基本完整的功能。

相控阵系统示意图【图源：铖昌科技招股说明书】：

传统机械扫描雷达和相控阵雷达【图源：铖昌科技招股说明书】：

典型的有源相控阵 T/R 组件工作原理示意图【图源：国博电子招股说明书】：

通信雷达系统原理示意图【图源：臻镭科技招股说明书】：

技术详解：什么是相控阵T/R芯片？

核心概念：

相控阵（Phased Array）： 一种由大量独立天线单元排列而成的天线。通过精确控制每个天线单元发射/接收信号的相位（时间延迟），无需物理转动天线，即可在空间实现波束的快速、灵活扫描和指向。这带来了革命性的性能提升：多目标跟踪、抗干扰、高可靠性等。

T/R组件（Transmit/Receive Module）： 相控阵天线上每一个天线单元背后对应的“细胞”。其核心功能是：在发射时，将信号放大并馈送给天线辐射出去；在接收时，将天线收到的微弱信号进行低噪声放大。

T/R芯片（T/R Chip）： 利用微波单片集成电路（MMIC）技术，将传统上由分立器件（晶体管、电容、电感等）构成的复杂T/R组件功能，高度集成到一片几毫米见方的半导体芯片上。它是T/R组件的“心脏”和终极形态。

核心技术与关键指标：

工艺技术： 主要基于化合物半导体工艺。

GaAs（砷化镓）： 技术成熟，兼顾性能和成本，是目前主流。

GaN（氮化镓）： 新一代技术，具有高功率、高效率、高工作温度、高频率等压倒性优势，是未来发展方向，尤其适用于高性能雷达和有源相控阵。

SiGe（锗硅） / RF CMOS： 成本更低，集成度更高，但输出功率和频率上限相对较低，更适用于对成本敏感的消费级或小型化通信设备（如5G基站）。

核心功能电路集成：

发射链路： 驱动放大器、功率放大器（PA）。

接收链路： 低噪声放大器（LNA）、限幅保护器。

控制核心： 数字/模拟移相器、数字/模拟衰减器、开关。

集成趋势： 从最初的单功能芯片（如功放芯片、移相器芯片），发展到收发单芯片（Single-Chip T/R），甚至多通道T/R芯片，集成度越来越高，体积、重量、功耗不断降低。

关键技术指标：

工作频率（S， X， Ku， Ka等波段）： 决定了雷达探测精度或通信带宽。

输出功率（Pout）与功率附加效率（PAE）： 直接影响雷达探测距离。

噪声系数（NF）： 决定接收机的灵敏度，影响对微弱信号的探测能力。

移相/衰减精度与位数： 决定波束指向精度和副瓣抑制水平。

集成度与尺寸： 直接影响天线阵列的规模和密度。

可靠性（MTTF）与成本： 是规模化应用的关键。

应用场景与用途

军事/国防（主要且高端的市场）：

机载雷达（火控、预警）： 战机（如F-35的AN/APG-81 AESA雷达）利用T/R芯片实现快速扫描、隐身探测和多目标攻击。预警机实现大空域监视。

舰载/地面雷达： 用于区域防空（如宙斯盾系统）、导弹制导、反导预警，具备强大的抗饱和攻击能力。

卫星/航天： 用于星载SAR（合成孔径雷达）成像、卫星间高速通信。

电子战（EW）： 用于电子干扰（EA）和电子支援（ES），通过敏捷波束实现精准干扰和信号侦测。

军用通信： 保密、抗干扰的战术数据链。

民用市场（快速增长的市场）：

5G/6G 基站： 大规模MIMO天线是5G的核心技术，其背后就是由数十至上百个T/R芯片通道构成，实现波束成形，提升容量和覆盖。

汽车雷达： 高级辅助驾驶（ADAS）和自动驾驶中的毫米波雷达（77/79 GHz），普遍采用相控阵技术，T/R芯片是实现角度分辨和快速扫描的关键。

低轨卫星互联网： SpaceX星链、OneWeb等星座，其用户终端（“锅盖”）和卫星载荷均采用相控阵天线，需要成千上万的低成本、高性能T/R芯片。

气象观测与遥感： 气象雷达、地球观测卫星等。

安防与无人机： 用于周界监控、无人机探测与反制系统。

行业竞争格局及主要企业

相控阵T/R 芯片主要应用于星载、机载、舰载、车载和地面等军用相控阵雷达中，产品性能要求高，具有较高的技术水平。目前国内具备微波毫米波相控阵T/R 芯片研制量产能力的单位主要为军工集团下属科研院所和少数具备三、四级配套能力的民营企业。

1、中国电子科技集团公司第十三研究所

中国电科13 所于1956 年成立，是我国重要的高端核心电子器件供应基地、半导体新器件新技术创新基地，设有砷化镓集成电路和功率器件国家重点实验室、国家半导体器件质量监督检验中心、国防科技工业1312 二级计量站、博士后科研工作站。主要研究方向包括：微电子、光电子、微电子机械系统、半导体高端传感器、光机电集成微系统五大技术领域和电子封装、材料和计量检测等基础支撑领域。

2、中国电子科技集团公司第五十五研究所

中国电科55 所于1958 年成立，是我国大型电子器件研究所，设有砷化镓微波毫米波单片和模块电路国家重点实验室、国家平板显示工程技术研究中心。主要从事微电子、光电子、真空电子和微机电系统等领域的产品研发和生产，形成了从材料、芯片、器件到模块组件的完整产业链。

3.浙江铖昌科技股份有限公司

浙江铖昌科技股份有限公司——2010年11月成立，是一家以微波毫米波模拟相控阵T/R芯片的研发、生产、销售和技术服务为主营业务的公司。公司市场定位高度聚焦，技术路径清晰，目前已拥有可覆盖L波段至W波段的各类相控阵T/R芯片产品，是国内少数能够提供相控阵T/R芯片完整解决方案的企业之一。

行业上下游分析

上游：

材料供应商： GaAs/GaN衬底和外延片供应商（如Wolfspeed/科友、日本住友、中国纳维/晶讯等），以及硅基衬底供应商。

EDA软件与IP： 高频电磁仿真和芯片设计软件（如Cadence、Keysight的ADS、Synopsys），该领域国产化率极低。

半导体制造设备： 光刻机、刻蚀机等（如ASML、应用材料），高端设备受国际管制。

Foundry（代工厂）： 提供GaAs/GaN/SiGe等工艺流片服务。国内如三安集成、海威华芯等正在崛起。

中游：

T/R芯片设计公司： 即上文列举的各大企业，是技术创新的核心。

T/R组件/微系统集成商： 将T/R芯片、电源、控制电路、散热结构等集成为完整的T/R组件或子阵。代表企业如雷电微力、国博电子等。

下游：

系统集成商/整机单位：

军工集团： 中国电科、航天科工、航天科技、中航工业等下属院所，负责雷达、电子战整机研制。

通信设备商： 华为、中兴、爱立信、诺基亚等（用于5G基站）。

汽车一级供应商/主机厂： 博世、大陆、华为、蔚来、理想等（用于汽车雷达）。

卫星制造商与运营商： SpaceX、中国航天科技集团、银河航天等（用于卫星载荷和终端）。

核心定义

T/R芯片，全称是 Transmit/Receive Chip，即 发射/接收芯片。顾名思义，它是一种集成了信号发射和接收两大核心功能的单片微波集成电路。

如何简单理解T/R芯片呢？

它就像一个无线通信设备的“咽喉”和“耳朵”：

发射时：它将设备内部产生的低频信号，转换成适合在空中传播的高频无线电信号，并放大后通过天线发射出去。

接收时：它捕捉天线收到的微弱高频信号，进行放大、降频和初步处理，转换成设备能处理的低频信号。

关键技术与特点

T/R芯片之所以是现代先进无线系统的核心，是因为它实现了以下关键技术：

高集成度：将功率放大器、低噪声放大器、移相器、衰减器、开关等多种功能电路集成在一个小小的芯片上。这大幅减小了设备的体积、重量和功耗。

高性能：

发射通道：追求高功率、高效率。

接收通道：追求高灵敏度、低噪声，能捕捉极微弱的信号。

快速切换：能在极短时间内（微秒甚至纳秒级）在发射和接收模式之间切换，这对于雷达和通信系统至关重要。

相控阵技术的核心：这是T/R芯片最典型的应用。一个相控阵天线由成百上千个微小的天线单元组成，每个单元背后都连接着一个独立的T/R芯片。通过精确控制每个芯片发射信号的相位，就能实现波束的电子扫描（无需机械转动），具有速度快、灵活、多目标跟踪等巨大优势。

与其他概念的区别

与普通射频芯片的区别：

普通射频芯片可能只负责单一功能（如单纯的功率放大或接收解调）。

T/R芯片是高度集成的系统级芯片，集成了收发链路的所有关键功能，并强调通道间的隔离和快速切换能力。

与“射频前端”的关系：

T/R芯片是射频前端模组中最核心、最复杂的部分。一个完整的射频前端可能还包含滤波器、双工器等，而T/R芯片是其功能实现的主体。

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