關於相控陣雷達T/R原件的材料SiC的問題？

百度了一下，半導體材料的微波元件目前主要被劃分為三代，第一代是Si，Ge，第二代GaAa等，第三代是SiC和GaN等，這兩種新材料都比第二代提升顯著，且性質上相差無幾，但是為什麼沒有聽說有什麼雷達的T/R元件使用的是碳化硅，而且每當提到SiC，似乎總代表著「落後」；在各種有關我國相控陣雷達的討論中總是出現「比GaAs還落後的SiC」，「比xx的GaN差遠了」等等呢？求科普……

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雷達T/R組件是SiC襯底GaN，有源層(功能層)是GaN。SiC作為功能層一般不用在射頻上。

SiC與GaN禁帶寬度大，所以擊穿電壓高，支持功率大，但是SiC因為無法製備二維電子氣，所以遷移率上不去，所以做射頻器件困難。

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很簡單，硅基材料功率太小多了，做基帶電路或者射頻鏈路還行，做相控陣發射機那就扯了，所以砷化鎵的tr比較多

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補充下，硅基材料更皮實還能實現更精細的結構，在功率要求不大的場合挺好使的

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sic器件沒有2DEG, 做功放頻率和功率都不合適。GaN異質外延有2DEG結構，功率和效率都很有優勢，而且熱穩定性好，所以現在先進的相控陣雷達多採用GaN PA。GaAs功率上不去。

sic器件不代表落後，只是應用領域不同。

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由於缺少Heterostructure，無法形成2DEG，限制的SiC的頻率，導致SiC只能用於較低頻率的應用（例如替代IGBT）

(a) for ; (b) for an AlGaN/GaN structure

可見SiC的電子遷移率比GaN 2DEG差不少，但是導熱率卻高很多。這也是為什麼有GaN on SiC的一個原因。

但SiC也有在雷達上的應用。雖然SiC BJT/MESFET的頻率受限，但可以在VHF和UHF頻率較早地實現成熟的產品。處於抑制海雜波的考慮，E-2預警機的雷達的工作頻率處於UHF頻率。因此E-2D的AN/APY-9有源相控陣雷達使用了SiC的PA：Northrop Grumman to begin radar testing on improved E-2 Hawkeye for US Navy

The new APY-9 radar has a solid-state silicon carbide-based transmitter with higher power for extended range, and digital receivers to increase sensitivity. The surveillance envelope of the UHF radar is about 250% larger than the E-2C"s.

而GaN HEMT雖然在射頻領域更有前途（包括VHF和UHF），但由於substrate的問題直到近幾年才開始廣泛應用。所以在VHF和UHF，SiC BJT/MESFET可以捷足先登。

由於長期以來GaN這種頻率高、功率大、又不需要相對龐大的散熱器的技術沒有成熟，有源相控陣雷達需要硬著頭皮使用GaAs。這使得幾乎只有戰鬥機的火控雷達領域大規模普及了AESA，預警雷達依舊保持PESA（AN/SPY-1，畢竟真空管的輸出功率實在是大，相同陣面尺寸下GaAs達到相同的功率輸出太困難）。而當GaN技術真正成熟之後，AESA終於可以說完勝PESA了（其標誌就是AN/SPY-6）。

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