5月20日,中國在“黃緯祿”號試驗艦上成功試驗了一款采用氧化鎵作為核心材料的顛覆性雷達,引起了美媒的高度關注。
今年年初,多家軍工企業與科研院所簽署戰略協議,計劃在三年內將氧化鎵器件應用于新一代機載雷達、艦載反導系統和衛星通信終端。這也意味著,六代機使用氧化鎵雷達的未來即將到來。
氧化鎵和氮化鎵雷達工作原理,均基于半導體材料發射與接收電磁波實現目標探測,但氧化鎵作為第四代超寬禁帶半導體,是雷達領域的革命性材料。
氧化鎵相比上一代氮化鎵晶體,具備更強的發射功率和抗干擾能力。其禁帶寬度達4.8 - 4.9eV,擊穿場強高達8MV/cm,分別是氮化鎵的2.5倍、碳化硅的3倍。
簡單來說,禁帶寬度數值越高,同等尺寸的雷達發射功率越強,電子戰與抗干擾性能也就越出色。
值得一提的是,早在2022年8月,美國就對氧化鎵技術實施了出口管制,將氧化鎵半導體基板確定為對美國國家安全“新興和基礎”的技術,并通過《美國競爭法案》等,授權撥款520億美元支持芯片企業在美國國內開展生產活動,涉及對氧化鎵等關鍵技術的研發支持。美國國防部還撥款給雷神公司,讓其開發基于金剛石和氮化鋁的超寬帶隙半導體,用于下一代雷達和通信系統。
然而,美國的技術封鎖不僅未能遏制中國的科研步伐,反而成為自主突破的催化劑。如今,中國在該領域的重大進展,正是對這種封鎖最有力的回應。
氧化鎵雷達的誕生,標志著空戰進入精準打擊的新時代,中國六代機作為先進戰機的佼佼者,未來極有可能使用該雷達。
長期以來,美國憑借F-22、F-35等隱身戰機在亞太地區構建技術護城河,試圖形成降維威懾。
如今,氧化鎵雷達對隱身戰機的探測距離可達400公里,對非隱身目標探測范圍達1200公里,相比之下,F -22、F -35雷達的探測距離較短,使得中國六代機在超視距作戰中能提前發現目標,占據主動,而美國戰機可能在未察覺時就已被鎖定。
同時,氧化鎵的禁帶寬度大,材料的耐高壓和耐高溫能力強,在相同尺寸下可輸出更高發射功率。在復雜電磁環境中,氧化鎵雷達能保持穩定運行并精準鎖定目標,而美國戰機雷達在面對強干擾時,性能可能會受到較大影響。
再者,氧化鎵雷達分辨率達到厘米級,能穿透美國戰機的隱身涂層,識別戰機掛載的導彈型號,可使中國六代機更清晰地掌握目標細節,在空戰中更準確地判斷敵方態勢。而美國現役戰機雷達的分辨率相對較低,在識別目標細節方面處于劣勢。
此外,中國六代機的氧化鎵雷達可同時跟蹤200個以上目標,能更好地應對復雜的多目標空戰環境,相比之下,美國F -22、F -35等戰機的雷達,在面對大規模空戰或飽和攻擊時,毫無招架之力。
若中國六代機搭載該雷達并在東南沿海部署,可提前400公里鎖定從沖繩起飛的F-22編隊,配合霹靂-15遠程空對空導彈,實現超遠程點殺。這一戰術優勢,如同在對手進入攻擊圈前便架起天羅地網,讓美軍戰機陷入未戰先危的困境。
若055型驅逐艦換裝氧化鎵雷達,將與紅旗-19反導系統形成王炸組合。其探測范圍可覆蓋整個南海,構建起從大氣層到近海的立體防御矩陣,對美軍航母戰斗群的隱身艦載機構成全域監控。
這種海空協同的防御體系,不僅大幅強化了區域拒止能力,還意味著中國在高端軍事裝備領域實現了對美國的彎道超車。相較于美國現有防御體系,中國依托氧化鎵雷達構建的技術架構,在探測精度、響應速度與多維度協同作戰能力上形成代際優勢。
目前,中國在氧化鎵領域已實現全鏈條逆襲。杭州富加鎵業公司通過自主研發的非熔鹽法,實現8英寸氧化鎵單晶量產,良品率達75%,單晶圓成本控制在千元級別,全球市占率超過98%。相比之下,美國本土氧化鎵6英寸晶圓良品率不足30%,規模化應用面臨卡脖子難題。
這種成本和技術的雙重優勢,讓中國在氧化鎵產業中占據領先地位,不僅打破美國的技術壟斷,更在全球供應鏈中掌握話語權。
美國對此也很氣餒,有消息稱五角大樓暫停了關島反導項目中AN/TPY-6雷達的研發,這一事件可能與中國氧化鎵雷達的發展有關。
氧化鎵雷達技術的突破,既是中國半導體產業與軍工體系深度融合的高光時刻,也是實現關鍵核心技術自主可控的里程碑。
未來,這項技術不僅將賦能空軍戰機,還將廣泛應用于海軍艦艇、防空導彈等領域,如同科技火種點燃整個國防裝備的升級浪潮。
這場突破背后,是無數科研人員十年磨一劍的堅守,更是國家戰略布局的遠見。這場始于雷達的變革,或許只是中國國防科技破圈的序章,更大的驚喜還在后頭。
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