全球第三代半导体国防领域市场再获突破

含GaN基T/R组件的机载雷达首次交付

2021年4月，美国雷声技术公司发布消息表示，已经向美国海军陆战队交付了APG-79(V)4雷达的首台原型机，用于进行飞行测试和武器系统整合工作。

图1 APG-79(V)4雷达

雷声公司的 APG-79是F/A-18E/F Block II的机载雷达，是一种全数字化、多功能、宽带宽有源电子扫描阵火控雷达，其具有1368个T/R组件，对RCS为1m²的探测范围约为150km。

图2 F/A-18E/F Block II与apg-79

尽管是缩小版本，APG-79(V)4却采用GaN基T/R组件替代了APG-79上的GaAs基T/R组件，性能更好且成本更低，也让APG-79(V)4成为美军中首款采用GaN材料的机载火控雷达。雷声宣称将在今年12月开始向美国海军陆战队交付首批25套APG-79(V)4，预计将在2022年6月前完成。

图3 美军各款机载雷达所含T/R组件数量

据悉，GaN基T/R组件在国防领域应用广泛，除了机载雷达，还有陆基雷达、海基雷达等等。

2016年,在阿拉斯加举行的美国陆军年会(AUSA2016)上,雷声公司展示了第一台全尺寸的“爱国者”下一代雷达的原型机。这种新型雷达采用了AESA体制和氮化镓芯片。“爱国者”防空系统原有的雷达是无源相控阵体制的AN/MPQ-53/65,采用的是砷化镓材料芯片。

图4 美军“爱国者”防空系统用GaN基雷达

图5 原美军“爱国者”防空系统用GaAs基雷达

在海基雷达方面，法国泰利斯集团处于国际领先地位。2020年，法国泰利斯集团获得丹麦国防采办和后勤局14部舰载氮化镓基火控雷达的合同。这些雷达将集成到丹麦皇家海军现役Absalon和Ver Huifeldt级舰船的舰载ESSM火控系统中。

图6 舰载火控雷达用GaN基雷达

三大因素驱动发展

据悉，2020年全球军费开支在全球GDP缩水4.4%的背景下，同比增长了2.6%，突破1.98万亿美元大关。实际上，2019年的全球军费开支就已经达到了自冷战结束以来的最高水平。

综合多方面资料预测，未来几年，全球国防产业规模将一步扩大，武器装备的电力化水平将进一步提升，碳化硅电力电子器件和氮化镓射频器件在国防领域的渗透率将进一步提高。综合以上三方面因素，粗略估计到2026年，全球第三代半导体器件在国防领域的市场规模将达到70亿元。

图7 全球第三代半导体器件在国防领域的市场规模

资料来源《2021宽禁带半导体产业调研报告》