本文轉載自：雷達通信電子戰
隨著科技需求的日益增加， 矽傳送速率慢、功能單一的不足便暴露了出來， 於是化合物半導體材料應運而生。 20世紀90年代， 搭上移動通信、光纖通信的順風車， 以砷化鎵為代表的第二代半導體材料逐漸登上舞臺。
砷化鎵（GaAs）擁有一些較Si要好的電子特性， 可以用在高於250GHz的場合， 並且GaAs比同樣的Si元件更適合操作在高功率的場合。 因此， GaAs可以運用在行動電話、衛星通訊、微波點對點連線、雷達系統等地方。
GaAs成為超高速、超高頻器件和積體電路的必需品， 被廣泛使用於軍事領域， 是鐳射制導雷達的重要材料， 曾在海灣戰爭中大顯神威， 贏得“砷化鎵打敗鋼鐵”的美名。
GaN是一種具有較大禁帶寬度的半導體， 工作溫度高， 是微波功率電晶體的優良材料。 GaN晶體一般是六方纖鋅礦結構， 原子體積大約為GaAs的一半。
GaN受青睞的主要原因是它是寬禁帶與矽或者其他三五價器件相比， 氮化鎵速度更快， 擊穿電壓也更高。 採用GaN， 能夠使電子設備放置得離天線更近， 使電子設備變得更加強大、輕型和小型化。
GaN的應用專案包括“下一代干擾機”、三座標機動遠端雷達(3DLRR)、“太空籬笆”系統、遠端識別雷達以及“愛國者”導彈的改進等。
採用GaN技術， 晶片能夠縮小至1～2微米， 公司能夠製造更多小型功率放大器或生成不同的架構。 GaN的高功率提高了干擾能力， 較小的孔徑就能夠形成與不採用GaN的較大孔徑相同的作用距離和搜索範圍。
在贏得了3DLRR合同後， 雷聲公司還期望依賴GaN技術以升級其“愛國者”導彈防禦系統。 雷聲公司正在生產採用GaN技術的全尺寸樣機， 為AESA雷達提供360°覆蓋範圍。
Qorvo公司在18個月內研發了125種新型GaN產品。 例如， QGaN15在高頻下運行良好， 它在30GHz頻率下每毫米提供4.5瓦的功率。 QGan50側重于低頻高穩定性， 平均無故障時間超過100萬小時。
GaN技術還能在較高的溫度下運行， 最高至200℃， 而且對製冷的要求低。
為了提高功率， Qorvo公司和其他GaN製造商正探索在金剛石上而不是在傳統的碳化矽上製作。 這將使得尺寸大幅度減小， 一個功率放大器的尺寸將只有目前的1/40。
無線基礎設施占通信市場的份額最大，這一領域最大的收益源自低於3瓦和低於3GHz的器件，GaN在這一領域將與現有的成熟技術相競爭。“其中有一些極具競爭性的挑戰。”
洛馬公司洛馬公司在1990年代中期就開始研製GaN。“站在軍品的角度，GaN確實成為了一種必不可少的技術，否則在當前市場將不具備競爭力。”
“在美國，F-22、F-35及轟炸機都裝備了AESA雷達，但它們採用的是砷化鎵晶片。其他國家的軍隊正在同時升級至AESA雷達和GaN晶片。美國現在正在轉向GaN。”
鑒於AESA天線的靈活性，它們可用於通信和電子戰。GaN和AESA雷達的結合為改進手持通信設備、無線電或艦載雷達提供了一個很好的機會。
洛馬公司在電子戰產品中運用GaN，以提供寬頻帶高功率。但是，儘管GaN技術可能比較成熟，但系統中的其他部件仍需要時間發展。
未來的發展前景全球GaN微波通信器件和電力電子器件的產值還很低，只有幾億美元，隨著技術水準的進步，2020年產值有望達到15億美元。英飛淩、富士、東芝、松下等大企業紛紛投鉅資進軍GaN領域。
新進入的小企業也有很多，如加拿大的GaN Systems、美國的EPC等公司都已經量產GaN產品。未來在新能源、智慧電網、資訊通信設備和消費電子領域將得到廣泛應用。
我國在第三半導體材料上的起步比較晚，且相對國外的技術水準較低。重點應用領域和國產化替代需求為產業發展提供巨大市場和彎道超車的機會。
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一個功率放大器的尺寸將只有目前的1/40。無線基礎設施占通信市場的份額最大，這一領域最大的收益源自低於3瓦和低於3GHz的器件，GaN在這一領域將與現有的成熟技術相競爭。“其中有一些極具競爭性的挑戰。”
洛馬公司洛馬公司在1990年代中期就開始研製GaN。“站在軍品的角度，GaN確實成為了一種必不可少的技術，否則在當前市場將不具備競爭力。”
“在美國，F-22、F-35及轟炸機都裝備了AESA雷達，但它們採用的是砷化鎵晶片。其他國家的軍隊正在同時升級至AESA雷達和GaN晶片。美國現在正在轉向GaN。”
鑒於AESA天線的靈活性，它們可用於通信和電子戰。GaN和AESA雷達的結合為改進手持通信設備、無線電或艦載雷達提供了一個很好的機會。
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