近日,部分自媒体宣称“歼-20换装碳化硅雷达,探测距离达1000公里”,引发广泛讨论。经技术溯源与业内核实,该说法存在严重事实偏差,核心问题集中于两点:碳化硅的真实作用与探测距离的夸大解读。
误区一:碳化硅并非雷达T/R组件,仅为基底材料。
网传所谓“碳化硅雷达”实为概念混淆。现代机载有源相控阵雷达的核心射频单元是 T/R组件(收发组件),其材料直接决定雷达性能。当前主流技术路径为:
第二代半导体:砷化镓(早期歼-20使用)
第三代半导体:氮化镓(现役歼-20升级方向),再下一代发展方向是氧化镓,而不是碳化硅。
碳化硅的角色:仅作为氮化镓芯片升电路耐压与散热能力,或者就是基底材料,而非核心发射单元,未来散热功能的发展方向是金钢石。
氮化镓与碳化硅同属第三代半导体,性能接近(击穿电场均约3MV/cm),并无代差优势。
真正代表技术突破的是 第四代半导体氧化镓(击穿电场可达8MV/cm),其雷达应用尚在中国处于测试阶段。
将使用碳化硅开关的雷达称为“碳化硅雷达”,如同将装有锂电池的手机宣称为“锂电手机”——忽略了核心处理器与芯片的存在。
误区二:1000公里探测距离缺乏物理基础,合理探测范围应为400以上公里。
根据雷达所公开数据及电磁波衰减模型:假设歼-20早期砷化镓雷达探测距离约270公里。升级氮化镓后,因功率与效率提升,探测距离增幅约50%-100%,即 400-500公里区间。未来换装氧化镓雷达的歼-35/歼-20改型,因孔径更大、材料升级,理论极限约 800公里。
“千公里说”来源的误读,该数据源自对山东大学某论文的曲解:文中提及碳化硅衬底使雷达 探测范围(面积)扩大至3倍,却被误读为 探测距离提升3倍。
关键换算:探测面积扩大3倍 → 探测距离仅增长√3≈1.7倍(以原距离300公里计,仅增至500公里)。
若强行按“3倍距离”计算(需功率提升27倍),需颠覆现有物理规律,远超当前材料技术极限。
为何碳化硅被误作“黑科技”?
部分观点混淆了击穿电场性能的参照系:
碳化硅击穿电场为硅的10倍,但氮化镓已达同级水平。夸大表述如“碳化硅性能超氮化镓10倍”,实为偷换概念。
未来方向:氧化镓与金刚石衬底。
可以预料下一代雷达的真正突破在于:氧化镓T/R组件:提升功率密度,缩短与理论探测极限的距离。
金刚石衬底:替代碳化硅,解决高频散热瓶颈,目前处于实验室阶段,或者是成本太高。
歼-20的雷达升级遵循客观技术规律:从砷化镓到氮化镓,未来迈向氧化镓。碳化硅作为开关关键材料 和优质衬底确有贡献,但将其冠名为“雷达技术革命”并衍生出千公里探测神话,既不符合材料科学原理,也脱离工程实际。真正的“代际跨越”,永远建立在严谨迭代与可验证数据之上。