GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)以其输出功率密度大、工作电压高和输出阻抗高等特点,在微波通信、雷达等领域有着广泛的应用前景。基于GaN的单片微波集成电路(MMIC)具有高工作电压、高输出功率、频带宽、损耗小、效率高、体积小、抗辐照等特点,已成为当前发展各种高科技武器的重要支柱,并广泛的用于军事和商业。但我国的MMIC产业与发达国家相比起步较晚,与国外的技术水平的差距比较大。在这种背景下我们对GaN单片微波集成功率放大器进行了研究。本论文基于单片微波集成功率放大器的设计原理,将GaN HEMT大信号模型内嵌到ADS软件系统,通过集总元件对器件进行L型匹配,建立GaN MMIC电路。在设计过程中,使用HFSS软件对集总元件进行电磁仿真,详细的分析了2DEG对集总元件的影响,并对器件结构进行优化。在优化好器件结构的基础之上对无源元件的大小、布局、走线进行仿真,导出其S参数,以s2p文件形式带入ADS中,进行系统的仿真和优化。在ADS的仿真中,为了减小无源元件各种寄生效应的影响,提高电路的性能,对电路的稳定结构以及匹配结构进行了再次优化,最终得到放大器较好的仿真结果:带宽为4-12GHz,输出功率峰值达到37.8dBm,带内增益7dB,功率密度大于5W/mm,功率附加效率PAE达到30.98%。用L-edit软件做出了电路的版图结构,并依托实验室现有的GaN HEMT的生产工艺线设计出了相应的工艺流程并对工艺关键点进行详实的理论分析。