美海军采用氮化镓取代传统半导体材料研发新雷达

据英国《飞行国际》网站2013年7月31日报道,氮化镓(GaN)开始取代砷化镓(GaAs),作为研制新型雷达系统和干扰机的T/R(收/发)模块等军用电子器件的材料。工业界的观察家早已预测,一旦材料更容易生产,且解决可靠性问题,新型半导体将取代老式的GaAs技术。

美国海军的两个重要项目:新一代干扰机(NGJ)吊舱以及空中和导弹防御雷达(AMDR)正在打开新技术应用的开关。这两个项目都需要发射高功率信号,依靠新材料才能满足性能目标。与GaAs设备相比,GaN晶体管可以在更高的温度条件下运行,在电压更大的条件下工作。

雷声公司刚被选中研制NGJ吊舱的技术,该公司称,新材料效率提高数倍,对于相同尺寸的器件,GaN射频功放提供的功率比GaAs多5倍。少数高功率GaN MMIC(单片微波集成电路)可用于取代大量低功率GaAs MMIC,相同功率的GaN芯片尺寸显著下降。在NGJ项目,BAE系统公司竞标失败,正在向美国政府问责办公室抗议,BAE提供的也是基于GaN的T/R模块。

美国海军的AMDR项目将取代洛?马公司SPY-1相控阵雷达,AMDR也采用GaN技术。以上两个项目仅仅是冰山一角,一旦GaN技术成熟,将在众多领域开始取代GaAs技术。以雷声公司为例,正在培植人造钻石的片材,与基于GaN的半导体结合使用后,可以进一步增强冷却性能。如果能够实现,该技术将成为未来雷达、通信和电子战系统的核心,这些系统将比目前更小且更高效。(中国航空工业发展研究中心许鑫家)

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