9月19日至23日，为期5天的2025年长春航空展如期举办。

在本届展会上，歼-20隐身战机首次以地面静态展示的形式亮相，为军迷和航空爱好者提供了难得的机会，能够近距离观察这款战机的工艺细节与设计思路。尤其引人注目的是机身上那层暗灰色涂层，许多人认为这是碳化硅材料的应用体现。

然而事实上，碳化硅并未直接用于隐身涂层，而是用在歼-20搭载的有源相控阵雷达系统中。正是这一关键技术的应用，让歼-20大幅提升了探测距离。

走进碳化硅

1、碳化硅的定义

碳化硅，是一种无机物，化学式为SiC，是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料通过电阻炉高温冶炼而成。

碳化硅是一种半导体，在自然界中以极其罕见的矿物莫桑石的形式存在，俗称金钢砂或耐火砂。

从物质本质来看，它是由硅原子与碳原子通过共价键结合形成的陶瓷状化合物，但在自然环境中，碳化硅以莫桑石形态存在的数量极为稀少，远无法满足工业需求，因此目前主流应用的碳化硅主要依赖人工合成。

其人工合成的起源可追溯至1891年，当时美国科学家艾奇逊在开展电熔金刚石的实验时，偶然发现并成功制备出了这种新型碳化物，为后续碳化硅的工业化应用拉开了序幕。

2、特征与应用

碳化硅不仅拥有极高的硬度(莫氏硬度达9.2，仅次于金刚石)与耐腐蚀性，能抵御多种酸碱、高温气体的侵蚀，更具备卓越的高温热稳定性——熔点高达2700℃，即便在1600℃以上的高温环境中，也能长期稳定工作而不发生变形或软化，同时还兼具高强度特性。

凭借这些独特性能，碳化硅在电子、机械、化工等多个领域都有着广泛应用，而在航空领域的应用尤为突出，其耐高温、高强度的特性，恰好契合了先进战机在复杂飞行环境下的需求。

碳化硅衬底，让歼-20探测距离翻倍

近年来，歼-20战斗机的雷达系统实现重大技术升级，核心突破在于引入碳化硅材料。

作为氮化镓(GaN)T/R组件芯片的高性能衬底，碳化硅有效解决了高功率条件下的散热问题，为雷达提供了更稳定、高效的性能基础，从而推动了歼-20的雷达探测距离实现翻倍，显著增强了其在超视距作战中的态势感知能力与战场主动权。

1、氮化镓是“核心”，碳化硅是“基石”

雷达的探测距离本质取决于发射功率与信号灵敏度。功率越强，能传播的距离越远；灵敏度越高，越容易捕捉到远处目标的微弱回波。

碳化硅作为“衬底”不仅要固定芯片结构，更关键的是及时导出芯片工作时产生的热量(高功率必然伴随高热量)，同时保证电学信号稳定传输。此前常用的硅(Si)或蓝宝石衬底，要么导热性差(热量堆积会烧毁芯片)，要么与氮化镓的“晶格匹配度”低，直接限制了氮化镓性能的发挥。

而碳化硅有较高的导热性，能快速导出氮化镓芯片的热量；同时，其晶格结构与氮化镓高度匹配，这就为氮化镓芯片“满负荷发挥性能”提供了稳定的“地基”。

2、性能传导链

有了碳化硅衬底的支撑，氮化镓雷达芯片的性能不再被“散热”和“信号损耗”束缚，进而通过两个关键指标的提升，直接推动雷达探测距离翻倍。

（1）雷达发射功率大幅提升

雷达探测距离与发射功率的四次方根成正比。此前，受限于传统衬底的散热能力，氮化镓芯片只能“降功率运行”，避免过热损坏；而碳化硅衬底的高导热性，允许氮化镓芯片在更高功率下长期稳定工作。

（2）信号接收灵敏度显著优化

远处目标的回波信号极其微弱，若雷达接收端的信号损耗过大，即便发射功率足够，也会“收不到回波”。碳化硅衬底与氮化镓的低信号损耗特性，让雷达接收端能更清晰地捕捉到远处目标的回波，进一步减少了信号在传输过程中的衰减，这意味着，即便目标距离更远，其微弱回波也能被雷达有效识别，间接延长了探测距离的上限。

（3）“探测距离翻倍”的质变

简单来说，碳化硅衬底的引入，本质是解决了氮化镓雷达芯片的“性能枷锁”，它让氮化镓的高功率、高灵敏度优势真正落地，不再是“纸面参数”。

 在实际应用中，高纯半绝缘碳化硅成功应用于相控阵雷达核心器件，使探测距离提升3倍，让中国雷达实现“先敌发现、先敌制胜”。

从歼-20的机载系统到尖端武器装备，这片“中国芯”承载着国家安全命脉，它让中国雷达看得更远、导弹打得更准、激光武器威力更强，成为国防科技不可或缺的“硬核盾牌”。

不止于战机，还有航空航天的未来

碳化硅凭借其高强度、耐高温和轻量化等优异特性，在航空航天领域广泛应用于发动机热端部件、热防护系统、电子器件以及隐身材料等关键部位，不仅显著提升了装备性能，也突破了传统材料的应用限制。

1、航天领域

高温部件：制成涂层或陶瓷复合材料，耐受航天器发动机燃烧室、喷嘴的高温气体侵蚀，高温下保持强度与刚度，可用于航天器鼻锥等部件，耐受2000℃以上的高温烧蚀。

热保护系统材料：防护航天器及组件免受高温气体、光照灼伤，避免损坏或任务失败。

电子元器件：作为新一代宽禁带半导体(芯片)的基材和先进封装材料，凭借耐高温、高稳定性，保障元器件在高温环境下运行，提升航天器可靠性与寿命。

2、航空领域

碳化硅纤维复合材料：我国自主研发的Zelramic-iBN碳化硅纤维可用于航空发动机涡轮叶片等高温部件，具有优异的高温稳定性和抗蠕变性能，有效解决了长期服役过程中晶粒尺寸衰减的问题。

功率器件方面：SiC基逆变器和功率转换器能够提高系统效率，减轻电缆重量，并适用于千伏级高压电气系统，有助于实现航空电力系统的高效化与轻量化。

长春航展的晨光里，歼-20静默矗立，机身上那层暗灰色涂层泛着微光。

碳化硅以衬底之姿，为战机雷达解开了散热与损耗的枷锁，实现了雷达探测距离翻倍的跃迁。

它不张扬，却让探测与感知融为一体；不夺目，却赋予战机穿透虚空的“慧眼”。

科技的魅力，从来不止于表面——而在于它如何悄然改变世界。

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