有位朋友给我看了一篇文章,内容是说中国的半导体技术又有了“突破”,其中提到碳化硅在性能上远超氮化镓,歼20装备碳化硅雷达后,探测距离比原来大幅提升,达到了1000公里。这种说法真的是让人哭笑不得,完全是信口胡编出来的。难怪连一些部队科研院所的同行们都看不下去了,觉得这篇文章简直就是胡说八道。事实上,这篇文章传播得很广,很多人都看过了,其中一些大家熟悉的专家,比如那位之前因在照片中鉴定“F35残骸”而出名的,也转发了这篇文章。尽管最近有很多专业博主,如晨曦等,纷纷出面澄清了相关的基础知识,但由于互联网上充斥着各种虚假信息,科学常识的声音很容易被淹没。到现在为止,文章中的误导性观点还在广泛传播。
说到歼20换上碳化硅雷达,探测距离突破1000公里,问题到底出在哪呢?首先,碳化硅和氮化镓都属于第三代半导体材料,但实际上,碳化硅在某些性能参数上,尤其是禁带宽度,甚至稍微逊色于氮化镓。现在中国正在研发的是第四代氧化镓雷达,歼20如果要换雷达,理应选择第四代材料,而不是将性能更好的氮化镓替换成稍逊的碳化硅,怎么可能呢?
展开剩余71%那么,碳化硅在雷达中到底有没有作用?当然是有的。碳化硅的主要作用是支撑、导电和散热,它的导热性能非常优秀,因此已经广泛应用于雷达技术中,根本不是什么新鲜的发现。另外,氮化镓单晶薄膜的生长通常需要在碳化硅的衬底上进行,这个衬底是外延层。山东大学的徐现刚教授就曾公开表示,他们的研究团队成功制作出了12英寸的碳化硅衬底。而雷达的信号收发主要依赖外延层的氮化镓,而不是碳化硅。所谓的“碳化硅雷达”,实际上依旧是氮化镓雷达。
至于文章中提到的探测距离提高三倍的说法,这也有些误导。徐教授提到的“探测距离提升三倍”并不是与同代更先进的氮化镓相比,而是与上一代的材料——如硅或者砷化镓——相比。确实,和早期的材料相比,碳化硅和氮化镓在性能上有了显著提升,但并不是与最先进的技术相比提高了三倍。
再仔细想想,假如歼20的雷达探测距离真能突破1000公里,那中国还需要研发预警机吗?有些人甚至提出,预警机的雷达探测距离能不能达到5000公里、8000公里呢?实际上,国内的一些专家已经透露,探测距离达到8000公里的雷达是完全有可能的。但问题是,5000公里、8000公里的探测距离所对应的雷达波长大约在10米到200米之间。这个波长对应的天线,基本上一个足球场都放不下。那么,这样庞大的天线,如何安装到预警机上呢?而且,即便预警机飞行高度达到1万米,要探测到5000公里远的目标,那个目标得飞到100公里的高度才不会被地球曲率遮挡住。这样想来,5000公里的探测距离,几乎是无法实现的。
再看一下徐教授在山东大学官网上发表的原话,这可能会让一些爱听“爽文”的人不太高兴。徐教授指出,碳化硅技术是美国长期领先的领域,而且美国还对中国进行技术封锁。因此,中国的科研工作者正在致力于解决国家战略需求。其实,国内的科研单位和企业在碳化硅衬底的研发方面已经取得了显著进展,不仅仅是山东大学,多个单位都参与了相关研究。在6英寸衬底的时代,国内几家企业就能满足市场需求。而在8英寸衬底时代,中国的技术已经与国际领先水平同步。下一步,国内将继续在12英寸衬底方面取得突破。
说到这里,再提一下现在市面上很多小巧、高功率的手机充电器,其实背后技术的核心正是氮化镓和碳化硅两种半导体材料的应用。
最后值得一提的是,中国和美国在第四代半导体材料的竞争中,已经进入了金刚石领域。金刚石作为第四代半导体材料,有着巨大的潜力,使用金刚石做衬底可以带来许多优势。我在2023年11月18日时也详细介绍过这项技术。
总体而言,碳化硅之所以被炒得沸沸扬扬,根本原因就是南华早报在寻找素材时不懂技术内容,胡乱拼凑出了这篇文章。随后,一些商家和媒体看到这个话题的热度,迅速跟进,结果就让这篇文章变得更加离谱。如今,这种“歼20换上碳化硅雷达,探测距离超1000公里”的说法,简直可以说是军事科技素养较低的代表了。大家可以自己判断,现在互联网上这样的媒体和文章是否已经占据主流位置。
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