近年来，射频识别（Radio Frequency Identification-RFID）技术在供应链管理、公共交通、零售业、物流跟踪和门禁系统等领域中有着广泛的应用。随着物联网技术和无线传感网络技术的发展，集成传感器的RFID标签芯片成为了RFID技术发展趋势。半有源标签由于自身携带电池，突破了功耗瓶颈，为传感器、高强度的安全算法等功能在射频系统中的应用提供了可能。因此，半有源标签在RFID标签芯片功能性增强的趋势下有着巨大的应用前景。本文针对高频半有源RFID标签芯片模拟前端系统和关键模块进行了研究和实现。首先，本文阐述了半有源标签芯片工作原理，并从识读距离和使用寿命两个方面分析了半有源标签芯片的关键性能，同时构建了高频半有源标签芯片模拟前端的系统架构。其次，本文对高频半有源RFID标签芯片模拟前端的关键模块进行了研究和设计，其中阐明了NMOS栅交叉全波整流电路的输出电压与其损耗来源，介绍并分析了目前常用的时序检测唤醒电路和能量检测唤醒电路，在解调理论分析的基础上构建了适用于高频半有源RFID标签芯片的10%ASK解调和100%解调电路，同时研究了低成本的副载波返回调制的机理和实现方式。最后，本文基于华虹NEC0.13μm1P4M CMOS工艺优化并实现了适用于ISO/IEC14443Type A协议的高频半有源RFID标签芯片的模拟前端电路。仿真结果显示，该模拟前端实现了唤醒电路约100pW的极低休眠功耗和相对于无源模拟前端更远的识读距离，更大的带载能力。该模拟前端芯片面积为416μm×472μm，投片后芯片与基于FPGA的数字基带进行测试，采用ASK100%调制方式，能与读写器进行正常通信，标签返回读写器信号调制深度达16.4%，大大高于读写器识别要求。测试表明该模拟前端可应用于高频半有源RFID标签整体芯片中。