台灣國防產業發展協會
Taiwan Defense Industry Development Association

全球防衛雜誌 26 Mar 2021

轉貼自https://opinion.udn.com/opinion/story/120902/5344991

氮化鎵在軍事上的運用

氮化鎵其實早就運用在軍事上，用於提高各種雷達、電戰系統的效率。雷神飛彈防禦公司（Raytheon）更是其中率先採用的國際大公司之一，其神盾系統的新一代SPY-6相位陣列雷達，在2010年時即已率先採用先進的氮化鎵技術；科沃公司（Qorvo）生產的氮化鎵元件QGaN15，在30吉赫（GHz）的高頻率下仍運作良好，低頻的QGaN50在低頻運作下穩定性極高，無故障間隔達100萬小時。氮化鎵可在更高溫度下運行，可高達攝氏200度，對冷卻系統要求相對較低。

目前氮化鎵主要仍用於商用領域，但未來軍事系統的運用將大幅提升。早期主動電子掃描／相位陣列雷達體積均相當龐大，成本極高，但現已普遍運用在戰機上，如諾斯洛普格魯曼公司（Northrop Grumman）在F-22上的AN/APG-77雷達、F-35的APG-81雷達，仍採用砷化鎵元件，其物理特性已達到極限。

但相位陣列雷達若改用氮化鎵元件，其功率放大器體積更小，功率更大，較小的孔徑便能增加偵測距離及範圍，甚至可用於小型雷達上，或是其他無線電、機載及艦載雷達。氮化鎵在新一代雷達技術的運用上，被大為看好。

美國目前如雷神等電子系統大廠，都開始將氮化鎵元件應用在相位陣列雷達上；日本自行發展的FCS-3A主動電子掃描雷達，在2012年即採用氮化鎵元件，取代舊型的砷化鎵元件，成為世界上第一種服役的氮化鎵雷達。歐洲的台利斯公司（Thales）所發展的多任務3D空中及平面蒐索雷達，採用氮化鎵技術，號稱比美國的SPY-1功能更強大，對小型及慢速飛行的低空目標——例如無人機——有更佳的辨識率。未來採用氮化鎵元件的雷達，甚至可用以偵測雷達反射截面積（RCS）值極低的匿蹤戰機。

這項技術甚至連台灣也在發展中，例如發跡於交通大學的新創產業「創未來科技公司」（Tron Future），也運用氮化鎵元件發展主動相位陣列雷達，這可以使台灣躋身先進雷達製造的行列，並用以研發各種型式的機載、艦用及地面蒐索雷達，同時用以改進天弓或雄風系列等國產飛彈的性能。

軍事上來說，由於雷達或感測系統需要體積小、重量輕、盡量減少能源的消耗，但仍需維持極佳的性能，包括更遠的偵測距離、更靈敏、更大的功率、更強的抗干擾能力等等，因此氮化鎵便成為新一代電子系統最佳的元件，可以用在主動電子掃描雷達、電子戰系統、各種導引莢艙。