这几天,一个比较火的话题是,歼20换装了碳化硅雷达,探测距离增加到了1000公里。不少大V,包括前央视军事专家,都谈了这个事。
我听之后感觉很惊讶,公开资料一直是,歼20的有源相控阵雷达,之前使用的是砷化镓,这几年换成了新一代的氮化镓雷达。歼36目前使用的是氮化镓雷达,后面可能换成更新一代的氧化镓雷达。而氧化镓雷达,目前还在测试阶段,距离服役还需要一定的时间。
怎么现在,突然又变成碳化硅了?这就给人一种,变了时代的感觉。而其探测距离,也增加到了1000公里以上?这么厉害吗?
有的说,这消息来自南华早报——南华就算了,熟悉的人会知道,比较扯。而且,这事也不用扒什么论文,简单常识就能解释。
了解半导体的会知道,砷化镓属于第2代半导体;而无论是氮化镓,还是碳化硅,都属于第3代半导体,也叫做宽禁带半导体——两者整体性能是比较接近的,谈不上谁比谁先进多少。真正更新一代的第4代半导体,是氧化镓,性能要好许多,又被叫做超宽禁带半导体。
所以,一般了解的,在谈到歼36未来新型雷达时,一般说的是氧化镓,而不是碳化硅。
而碳化硅,在雷达T/R单元中,一般是用作衬底的,然后在这个衬底上,是氮化镓。也就是说,氮化镓加碳化硅衬底,一起组成了新一代的雷达。这就像蛋糕,碳化硅是下面的面包,氮化镓是上面的奶油和水果。
至于他们说的,碳化硅的击穿电压是氮化镓的10倍,也是扯。氮化镓也好,碳化硅也好,击穿电场都是3MV/cm级别,有的资料还认为氮化镓的会更高一些。真正高10倍的,是相对于硅。硅属于第1代半导体,击穿电场只有0.3MV/cm。也就是说,碳化硅其实只是硅的10倍,跟氮化镓是差不多的。相对来说,碳化硅的导电性能更好一些,所以一般用作衬底。那些人,属于搞混了。
所以,那些大谈碳化硅雷达的,是因为不了解,把衬底当做了雷达——这就像一柄刀,一般人谈的是刀刃换了什么材料,多么锋利,他说他换了刀把,多么锋利……
所以,如果说,现在说歼36或者歼20,已经装备了氧化镓雷达,属于还算了解,但还不够了解;那么大谈碳化硅雷达的,基本属于搞笑了。
需要补充的是,第4代带半导体材料,不止是氧化镓,还包括金刚石等。而金刚石,正在测试被用作新一代雷达的衬底,以取代碳化硅。
所以,真的要吹新一代雷达衬底,也要吹金刚石等,吹什么碳化硅啊。
至于探测距离,雷达所之前的公开资料显示,歼20早期雷达的探测距离,不弱于F-22的雷达,也就是探测距离,在270公里级别。资料显示,有源相控阵雷达,从砷化镓升级成氮化镓,探测距离会增加到50%到1倍。所以,一般认为,这几年歼20升级后,探测距离会增加到400公里级别。
歼36在使用氮化镓雷达时,由于雷达直径、功率更大,探测距离会增加到近600公里;将来换成新一代的氧化镓雷达后,探测距离会增加到800公里以上。
歼20换装碳化硅雷达,探测距离增加到1000公里的说法,应该是来源于山东大学在介绍碳化硅进展时的文章。文章中称,在使用碳化硅后,雷达探测距离提升了3倍。
然后,一些人假设歼20的探测距离是300-400公里,然后乘以3,就变成了900-1200公里。数据就是这么来的。
山东大学文章的准确度,让人疑惑。因为一些人,会把探测范围,也就是探测面积的增加,当做探测距离的增加。而如果是探测面积增加到3倍,探测距离正好增加到1.7倍多,非常符合资料里显示的,增加50%到1倍的范围。
这个就看您信哪个了。不过,要说的是,提升3倍,应该是变成原来的4倍吧?那就不是什么1000公里,而应该是1500公里左右了。
碳化硅都这样了,如果再升级成更新一代的氧化镓和金刚石衬底,那不得再增加3倍,也就是变成5000公里左右?
或者,按他们这搞笑的做法,换成氧化镓增加3倍,换成金刚石衬底,再增加3倍,总共增加9倍,然后歼20的探测距离,就变成了1万多公里——那确实是够爽的,只是,你敢信吗?
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