中国科学院院士郝跃在全国人大会议上指出,镓作为新一代雷达芯片的关键原料,全球超过95%的资源被中国掌握,且该国还对其实施出口限制。这个独特的资源格局意味着,即使未来氧化镓技术被证明可行,他国在大规模生产上也会面临原料难题。北京大学的吴振平团队最近公布了一项重大突破,他们在氧化镓这种宽禁带半导体材料中发现了一种叫“卡帕”的新晶体相。这种相态表现出稳定的铁电性,能像闪存那样自主保持极化状态,其耐用性远超预期。吴振平说,这种材料有望实现集发射、处理和存储于一体的全功能芯片,从而从根本上改变AESA系统的架构。要理解这项技术的重要性,得先了解现代战斗机雷达的运行原理。现今的战机大多装备主动电子扫描阵列雷达(AESA),它由成千上万个小型收发单元组成,每个单元都依赖功率半导体芯片来处理微波信号。材料性能的进步直接决定了探测范围、抗干扰能力和能耗水平。早期的AESA系统使用砷化镓材料,美国的F-22就用上了这种技术。后来出现的氮化镓作为第二代材料,取代了前者并被广泛应用于F-35、歼-20和歼-35等战机上。此次北京大学研究的氧化镓被视作未来第三代AESA材料的候选者。过去的难点在于如何把高功率性能和数据存储功能结合起来。卡帕氧化镓不仅解决了这个问题,还让数据存储功能在极端条件下依然稳定。这种材料做成的芯片能同时完成发射信号、处理回波和存储数据三项任务。目前AESA系统需要不同的芯片分工协作,这不仅让设备变得笨重,还增加了故障点。一旦一体化芯片方案成熟,就能让雷达系统在隐身飞机中实现更紧凑高效的集成。吴振平还提到了光电探测器中加入铁电技术的前景,这有望降低功耗并提高效率。不过这项技术目前还处于实验室阶段,要应用到军用雷达还需要漫长的工艺开发过程。从材料研究到器件制作、系统整合再到可靠性检查,每个环节都需要大量的人力物力投入。这项研究不仅关乎技术进步,还影响着应用前景和发展方向。中国凭借技术优势和资源垄断在下一代雷达芯片的竞争中占据先机。这种技术与资源的结合产生了深远的战略意义。