氮化镓在“雷达通信电子战”领域的应用

2017-11-20

随着科技需求的日益增加,硅传输速度慢、功能单一的不足便暴露了出来,于是化合物半导体材料应运而生。20世纪90年代,搭上移动通信、光纤通信的顺风车,以砷化镓为代表的第二代半导体材料逐渐登上舞台。

第二代半导体材料-砷化镓(GaAs)

砷化镓(GaAs)拥有一些较Si要好的电子特性,可以用在高于250GHz的场合,并且GaAs比同样的Si元件更适合操作在高功率的场合。因此,GaAs可以运用在移动电话、卫星通讯、微波点对点连线、雷达系统等地方。

GaAs成为超高速、超高频器件和集成电路的必需品,被广泛使用于军事领域,是激光制导雷达的重要材料,曾在海湾战争中大显神威,赢得“砷化镓打败钢铁”的美名。

第三代半导体材料-氮化镓(GaN)

GaN是一种具有较大禁带宽度的半导体,工作温度高,是微波功率晶体管的优良材料。GaN晶体一般是六方纤锌矿结构,原子体积大约为GaAs的一半。

GaN受青睐的主要原因是它是宽禁带与硅或者其他三五价器件相比,氮化镓速度更快,击穿电压也更高。采用GaN,能够使电子设备放置得离天线更近,使电子设备变得更加强大、轻型和小型化。

GaN的应用情况

GaN的应用项目包括“下一代干扰机”、三坐标机动远程雷达(3DLRR)、“太空篱笆”系统、远程识别雷达以及“爱国者”导弹的改进等。

未来的发展前景

全球GaN微波通信器件和电力电子器件的产值还很低,只有几亿美元,随着技术水平的进步,2020年产值有望达到15亿美元。英飞凌、富士、东芝、松下等大企业纷纷投巨资进军GaN领域。