近期新加坡国立大学主导的国际科研团队，成功研制一款微型忆阻型射频开关，并首次将其应用于可重构单片微波集成电路（MMIC），实现高频电磁波信号调控，这项技术将助力 5G、下一代 6G 射频芯片实现更小体积、更低功耗。
射频开关是无线通信系统的核心元件，如同信号通路里的交通指挥员，负责切换信号通断与传输路径。2G 时代一套收发单元一般配备 4 枚射频开关；演进至 5G、未来 6G，单单元往往需要 50 枚甚至上百枚开关。大量传统开关集成，会显著增加芯片面积、抬高功耗与制造成本，成为通信芯片升级的阻碍。
为破解瓶颈，研究团队引入具备记忆特性的忆阻结构。不同于常规射频开关，忆阻型开关依靠自身电阻变化控制信号传输，切换状态后即便切断电源，工作模式也可以长期保持，无需持续供电维持电路配置。
器件选用二维材料六方氮化硼（hBN）构建，8 纳米厚的 hBN 薄膜夹在两层金电极之间。施加短时电脉冲，材料内部能够形成或切断纳米导电通路，完成电阻状态切换，并且断电后状态稳定留存。
数据显示，单枚 hBN 射频开关尺寸仅 2 微米 ×2 微米；传统射频开关面积约 0.1 平方毫米，体量相当于这款新器件的 25000 倍。团队将器件集成至商用氮化镓芯片平台，完成可重构 MMIC 验证。测试证实，开关工作频段最高可达 100 吉赫兹，完整覆盖现有 5G 频段以及 6G 前沿研究频段，性能最优的串联开关信号损耗仅有 0.3 分贝。
科研团队进一步搭建多种实用射频电路，包含衰减器、功率分配器、可调滤波器。其中滤波器实现 6 吉赫兹范围内频率可调，充分证明该器件既可作为独立开关单元，也能够支撑整套射频功能电路运行。
面向产业化，团队下一步计划研发在氮化镓芯片表面直接生长 hBN 薄膜的工艺，简化制造工序；同时优化电极设计与芯片表面处理，延长器件使用寿命。还将结合仿真计算模型设计大规模阵列电路，在流片前预判电路性能，加速技术落地。