中国有源相控阵雷达真实水平曝光,不是世界第一,与美差距多大?

我们对第十届世界雷达博览会的展品有两个深刻印象:一是相控阵雷达技术已经在我国广泛普及。在这次博览会展出的各种军用和民用雷达产品中,除了少数雷达产品由于波段特殊、功能需要、或者需要严格控制成本而采用了机械扫描之外,大部分雷达都使用了有源电子扫描阵列技术,也就是军迷们熟悉的AESA技术,可以说有源相控阵雷达技术在我国已经“白菜化”了。

二是和雷达相关的电子元器件,虽然我们的技术水平比西方国家的最高水平仍有一定差距,但已经够用,并且也已经“白菜化”,我们已经掌握了全部产业链,不会被西方国家“卡脖子”。

比如军迷们熟悉的“氮化镓”、“砷化镓”射频功放器件,以及以这些器件为核心构建的收发T/R组件,在这次展会上也有大量厂家展出,产品琳琅满目。我国在这一领域的产业链相当完整,一个很重要的原因是,除了大型军工企业这些国家队,在国家军民融合产业政策的鼓励和指导下,还有大量的民营企业在这个领域深耕细作。

军工半导体并不需要最先进的工艺,国内有大量半导体晶圆厂可以代工,这导致我国在半导体射频器件领域有充分的竞争,技术迭代迅速、发展迅猛,雷达整机厂也有更多的零部件选择,这对整个雷达产业的促进作用是巨大的。

当然,在处理雷达基带信号的核心电子元器件上,我们与美国的最高水平仍有一定差距。在14号下午的报告会上,由航天772所的文物研究员做的报告中,就展示了772所最先进的军用级模拟数字转换器ADC器件和FPGA芯片与美国最高水平的差距。

ADC芯片是将模拟信号转换成0101这样的二进制数据的芯片,它的主要技术指标是采样率和采样精度,所要处理的雷达信号动态范围越大,所需要的采样精度越高,所要处理的雷达信号带宽就越大,所需要的采样率就越高。高精度、高采样率的ADC芯片研制难度很大,美国ADI公司和TI公司都是其中的佼佼者,一些欧洲和日本公司也有很先进的产品。

那FPGA芯片是什么呢?它可以说是芯片中的“积木”,它可以通过软件编程来改变内部晶体管的连线,将FPGA芯片变成任何你想要的芯片。在中国以外,FPGA芯片完全由美国公司垄断,其中赛灵思公司和Altera公司两家就占了90%以上的市场。幸好中国还有772所、复旦微电子、紫光华创等一系列企业在研制FPGA芯片。

在FPGA芯片领域,中国是美国的唯一的竞争者,欧洲和日本都压根没爬这棵科技树。

有些懂技术的网友会说,为什么不提数字信号处理器DSP芯片?的确,DSP芯片是雷达信号处理所必须的元器件,但是近些年来世界雷达发展的一个趋势是,专用DSP芯片已经不再吃香,越来越多地采用FPGA芯片。

美国德州仪器公司TI是DSP芯片的发明者,也是美国最先进的DSP芯片的供应商,但是它的旗舰DSP芯片的性能已经被中电科38所的“魂芯”系列和中电科14所的“华睿”系列DSP芯片超过。

这并不是说德州仪器公司做不出性能更高的DSP芯片,而是技术发展的趋势导致德州仪器公司对推出性能更高的独立DSP芯片没有积极性。对于这一点,我们一方面不要妄自菲薄,另一方面也不要骄傲自满。

我国目前高精度ADC芯片,采样率在3G以上的产品不多,但是772所就有。772所目前最先进的解决方案已经使用28纳米工艺制造,最大规模有6900万个门电路。772所正在研制的下一代射频直采FPGA芯片,将直接对标美国赛灵思公司的产品,将采用14纳米工艺制造。这已经足以满足我军目前的军事需求了。

这一切就是我国制造先进雷达的产业链基础。我们的这个基础异常厚实,让我们在雷达领域已经能够对美国提出挑战。

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