近日,部分自媒體宣稱“殲-20換裝碳化硅雷達,探測距離達1000公里”,引發廣泛討論。經技術溯源與業內核實,該說法存在嚴重事實偏差,核心問題集中于兩點:碳化硅的真實作用與探測距離的夸大解讀。
誤區一:碳化硅并非雷達T/R組件,僅為基底材料。
網傳所謂“碳化硅雷達”實為概念混淆。現代機載有源相控陣雷達的核心射頻單元是 T/R組件(收發組件),其材料直接決定雷達性能。當前主流技術路徑為:
第二代半導體:砷化鎵(早期殲-20使用)
第三代半導體:氮化鎵(現役殲-20升級方向),再下一代發展方向是氧化鎵,而不是碳化硅。
碳化硅的角色:僅作為氮化鎵芯片升電路耐壓與散熱能力,或者就是基底材料,而非核心發射單元,未來散熱功能的發展方向是金鋼石。
氮化鎵與碳化硅同屬第三代半導體,性能接近(擊穿電場均約3MV/cm),并無代差優勢。
真正代表技術突破的是 第四代半導體氧化鎵(擊穿電場可達8MV/cm),其雷達應用尚在中國處于測試階段。
將使用碳化硅開關的雷達稱為“碳化硅雷達”,如同將裝有鋰電池的手機宣稱為“鋰電手機”——忽略了核心處理器與芯片的存在。
誤區二:1000公里探測距離缺乏物理基礎,合理探測范圍應為400以上公里。
根據雷達所公開數據及電磁波衰減模型:假設殲-20早期砷化鎵雷達探測距離約270公里。升級氮化鎵后,因功率與效率提升,探測距離增幅約50%-100%,即 400-500公里區間。未來換裝氧化鎵雷達的殲-35/殲-20改型,因孔徑更大、材料升級,理論極限約 800公里。
“千公里說”來源的誤讀,該數據源自對山東大學某論文的曲解:文中提及碳化硅襯底使雷達 探測范圍(面積)擴大至3倍,卻被誤讀為 探測距離提升3倍。
關鍵換算:探測面積擴大3倍 → 探測距離僅增長√3≈1.7倍(以原距離300公里計,僅增至500公里)。
若強行按“3倍距離”計算(需功率提升27倍),需顛覆現有物理規律,遠超當前材料技術極限。
為何碳化硅被誤作“黑科技”?
部分觀點混淆了擊穿電場性能的參照系:
碳化硅擊穿電場為硅的10倍,但氮化鎵已達同級水平。夸大表述如“碳化硅性能超氮化鎵10倍”,實為偷換概念。
未來方向:氧化鎵與金剛石襯底。
可以預料下一代雷達的真正突破在于:氧化鎵T/R組件:提升功率密度,縮短與理論探測極限的距離。
金剛石襯底:替代碳化硅,解決高頻散熱瓶頸,目前處于實驗室階段,或者是成本太高。
殲-20的雷達升級遵循客觀技術規律:從砷化鎵到氮化鎵,未來邁向氧化鎵。碳化硅作為開關關鍵材料 和優質襯底確有貢獻,但將其冠名為“雷達技術革命”并衍生出千公里探測神話,既不符合材料科學原理,也脫離工程實際。真正的“代際跨越”,永遠建立在嚴謹迭代與可驗證數據之上。
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