禁鎵爲這晶片？陸新型雷達 可掃近5000公里！「會跑的」樂山雷達

中國電子科技集團（CETC）研究團隊成功研發出一款功率輸出創紀錄的氮化鎵雷達晶片，比同類晶片功率高出1到2個數量級。（示意圖 Shutter Stock）

正值美國嚴厲制裁中國大陸半導體技術期間，來自一間中國主要國防企業的研究團隊聲稱，他們成功研發出一款功率輸出創紀錄的雷達晶片。這一個指尖大小的晶片峰值功率可達到2.4千瓦（kW），比大多數現有的雷達系統中，類似的功率放大晶片性能高出1到2個數量級。由數萬顆這樣的晶片組成的新一代軍艦的主動相位陣列雷達（APAR）可偵測到4500公里內的目標。這個幾乎接近了美國陸基最強的鋪路爪長程預警雷達（AN/FPS-115 PAVE PAWS）4000至5000公里的偵測距離，而且可以裝備在艦艇上到處跑。

據《南華早報》（SCMP）13日報導，研究人員表示，這種新型晶片可以用於建造極爲強大的X波段雷達，在電磁波譜中屬於微波，主要由軍方用於識別威脅和飛彈制導，而且可以相對低成本大規模生產。中國電子科技集團（CETC）的高級工程師斛彥生領導的團隊表示，現有的晶片技術「無法滿足新型超高功率微波系統的需求。」

斛彥生和他的同事們上個月發表在《固體電子學研究與進展》上的一篇論文中表示，這種新晶片在實際應用中有「光明的前景。」

今年6月，中國大陸公開了一個計劃，旨在爲軍艦建造最強大的雷達。參與該項目的科學家預計，新一代主動相位陣列雷達將產生峰值功率達到30兆瓦（megawatt）足以偵測距離4500公里目標。該團隊表示，爲了產生強大的電磁波，需要「數萬個」晶片無縫協同工作。然而，全球市場上很少有產品能滿足這種極高功率的需求。

斛彥生團隊的新晶片使用了氮化鎵（GaN）這是一種半導體材料。鎵（Gallium）是一種稀有金屬，可以提高電子設備的功率和效率。美國及其盟友早已對中國大陸實施高功率鎵基半導體出口禁令，十分嚴格。

不過，中國大陸生產的鎵佔全球80％以上。去年7月，北京自己也對外實施了鎵、鍺出口限制。

晶片中的氮化鎵層僅幾納米厚，使其能夠在電子迅速流動的情況下產生強大的信號。然而，根據他們團隊表示，在1千瓦以上的功率輸出下，大多數鎵基半導體會因高電壓下的電子泄漏而受到破壞。

研究人員在晶片中添加了鋁，可以阻止電子泄漏。然而，添加過多的鋁可能會影響電子流動，降低晶片的峰值功率。不過他們找到了最佳配方。

根據研究人員的說法，熱應力一直是雷達操作的一個主要威脅，但新晶片即使在最大功率下運作時，也能保持在遠低於安全閾值的溫度下運作

由於美國的制裁加劇，中國大陸政府、軍方和企業加大了科技創新的投資。總部位於深圳的科技巨頭華爲，近年來一直是美國政府和立法者的主要目標，上個月推出了第一款可實現衛星通話的5G手機Mate 60 Pro。

這款智慧型手機能夠傳輸足夠強大的信號，以在不使用可見天線的情況下達到距離36000公里的高軌道通信衛星。這種超長距離通信能力被認爲是不可能實現的，但在美國的出口禁令下，華爲完全自主設計製造的晶片實現了這一目標。

華爲保守了這項技術的細節，但據報導，一些中國大陸用戶曾在沙漠、海洋或商業航班上使用這款手機進行衛星通話。