本文来自微信公众号：电子工程世界 （ID：EEworldbbs），作者：EEWorld

5月7日，巴基斯坦副总理兼外交部长伊沙克·达尔在正式的议会会议中详细通报了此次印巴空战的详细情况，确认击落5架印度战斗机和1驾无人机（三架法制阵风、一架俄制苏-30MKI、一架俄制米格-29，美洲虎和以色列的苍鹭无人机也被击落），同时透露，巴方在当天凌晨的“短暂空战”中，使用了由中国制造的歼-10CE战斗机对抗并击落印度空军的战机。

据了解，歼-10CE是中国成飞专为巴基斯坦定制升级的一款性能优异的三代半战机，在歼-10C的基础上进行了诸多优化和改进。

虽然阵风的性能也很先进，但有一个很明显的短板，就是“近视眼”。据专家分析，巴基斯坦空军此次取得优异战果主要得益于两方面因素：一方面是其飞行员训练有素、实战经验丰富，且具备完善的体系化作战能力；另一方面，歼-10CE战机搭载的先进航电系统（特别是采用氮化镓技术的有源相控阵雷达）发挥了关键作用，其卓越的探测性能为战机赢得了先发制人的优势。

这场“首杀”揭示了氮化镓技术对现代空战的颠覆性影响，更揭示了“中国禁运镓”背后的长远布局。

T/R：有源相控阵雷达的关键部件

从技术参数对比来看，印度装备的法国"阵风"战机配备的是RBE2-AA有源相控阵雷达（AESA），采用砷化镓（GaAs）T/R组件，数量为838个。而歼-10CE则搭载了国产KLJ-7A氮化镓（GaN）有源相控阵雷达，其T/R组件数量超过1200个，探测距离可达240公里，并具备同时追踪50个目标、攻击其中6个目标的能力。

所以，有人说，歼-10CE的有源相控阵雷达比法国阵风拉开了十年的差距。

歼-10CE与阵风参数对比，图片来源丨铁君

相控阵雷达根据天线，分为无源相控阵雷达（Passive Electronically Scanned Array，PESA）和有源相控阵雷达（Active Electronically Scanned Array，AESA）。PESA仅有一个中央发射机和一个接收机，发射机产生的高频能量，经计算机主动分配给天线阵的各个单元，目标反射信号也是经各个天线单元送达接收机统一放大；AESA的每个天线单元都配装有一个T/R组件，每一个T/R组件都能自己发射和接收电磁波，因此在频宽、功率、效率以及冗度设计方面均比无源相控阵有巨大优势。

T/R组件是相控阵雷达的核心组成部分，其核心功能主要通过内置的T/R芯片实现。该组件及芯片主要负责信号的放大、移相和衰减等关键处理。值得注意的是，相控阵雷达的探测性能与T/R组件的阵列单元密度密切相关，且T/R组件在整部雷达中的成本占比可高达50%。

根据雷达不同工作环境和性能要求，有源相控阵T/R组件构成形式不尽相同，但其基本结构一致，主要由数控移相器、数控衰减器、功率放大器、低噪声放大器、限幅器、环形器以及相应的控制电路、电源调制电路组成。

对于T/R组件来说，使用何种半导体材料至关重要。与GaN充电头一样，对纳米制程相对没有那么敏感，改用第三代半导体材料，对雷达来说，可以说是指数级的提升。

氮化镓：制胜的关键

GaN属于第三代半导体材料（又称为宽禁带半导体材料），相比Si和GaAs在参数方面拥有巨大的优势：

GaN和GaAs的Johnson因子（综合评价半导体材料在功率和频率方面应用）分别为27.5和2.7，GaN明显高于GaAs；

相比GaAs（禁带宽度1.43eV），GaN材料的禁带宽度3.4eV，约为GaAs的2.4倍；

GaN器件具有指数倍更高的击穿场强，可以在更高电压下工作；

GaN材料大电场下有更高的载流子漂移速度，从而工作电流更大，而GaAs在低电场室温下的电子迁移率很高，但在稍大电场下其迁移率急剧下降，变为负数，表现为载流子漂移速度急剧下降。

而作为研制新型雷达系统和干扰机的T/R模块等军用电子器件的材料，氮化镓（GaN）开始取代砷化镓（GaAs）。

在同样体积下，GaN可以比GaAs实现良好的线性度、更高的功率密度（>5瓦/毫米）、更高的功率性能（5~10倍）、更高的电源电压（~50-70V）、更高的饱和电流、更宽的频带工作，并且坚固耐用。此外，能够产生更强的辐射功率，提高探测距离，减小体积重量，增强机动性和战场生存能力，缩短维修间隔时间，提高雷达的可用性。

目前，GaN已在AMDR和爱国者（Patriot）雷达升级中应用，使AMDR雷达总功率达到10 MW，作用距离是现役SPY-1D的两倍。

从实战角度来看，歼-10CE的氮化镓雷达可锁定200公里外目标，可同时跟踪12个目标并打击其中6个最具威胁的目标，而“阵风”雷达仅能发现160公里内目标。

中国禁运镓：掐住西方军工的“命门”

镓和锗是相控阵雷达的重要原材料。在制导（导弹）领域相关稀有元素的使用上，锗和镓也大有用武之地。

早在2023年7月，中国商务部与海关总署联合发布对镓、锗相关物项实施出口管制的公告。2024年8月，两部门联合发布公告，决定对部分锑、超硬材料相关物项实施出口管制。2024年12月进一步禁止对美出口镓及相关技术，直接冲击半导体和军工产业链。

首先，是产量和储量上的优势，中国在镓金属储量上居世界第一，可占世界总储量的80%~85%，2023年全球镓产量为730吨，中国的产量约为701吨‌，产量占全球比例高达96.0%‌；其次，是回收上的优势，镓回收依赖中国产关键试剂（如离子交换树脂），非中国企业面临供应链风险；最后，是产业链上的优势，制造氮化镓必须使用纯度>99.999%的高纯度镓，中国独创“镓提取-提纯-晶体生长”全产业链。

此次制裁的效果是显著的。今年2月，消息称，F-35战斗机升级TR-3被推迟至2026年，安装APG-85氮化镓雷达的Block4批次也就只有继续推迟。

参考文献

[1]射频学堂：https://mp.weixin.qq.com/s/N6OMUyPDLtw8QZHpMhAySw

[2]宽禁带半导体技术创新联盟：https://mp.weixin.qq.com/s/fkTS7p3UoGP3T66tWHI4lA

[3]智胜空天：https://mp.weixin.qq.com/s/5pF7yCIMkOvlIVHr0by2_A

[4]铁君：https://mp.weixin.qq.com/s/8bAA_64oKqwtoSO6KPbrIQ

[5]中微普业：https://mp.weixin.qq.com/s/xuKxJezMEclpHBOe7ylaIw

[6]观察者网：https://mp.weixin.qq.com/s/YJZcYmmT0rdpYgyFvUIr7w

[7]凤凰卫视：https://mp.weixin.qq.com/s/FzSVCFGTDTNWWP4YqZ99Rg

[8]郝跃.宽禁带与超宽禁带半导体器件新进展[J].科技导报，2019，37(3):58-61;doi:10.3981/j.issn.1000-7857.2019.03.008