Northrop Grumman 推出新型氮化鎵晶片 提升電力和信號質素

Northrop Grumman 最近推出了一款新型氮化鎵晶片，旨在以更少的硬件處理需求高的無線電頻率工作負載。FORTITUDE 晶片能夠將信號切換和過濾功能整合在單一設備內。Northrop Grumman 表示，其性能提供了三倍的功率和二十倍的信號質素。這種性能對於在擁擠或幹擾強的環境中運行的系統來說至關重要。該公司列出了衞星、雷達、GPS、電子戰以及未來的 6G 網絡作為潛在應用。

氮化鎵結構創新 FORTITUDE 晶片的尺寸足以放入約一粒米大小的包裝內。其緊湊的外形有助於工程師減輕大型系統中的重量和功耗。FORTITUDE 使用了一種專利的氮化鎵結構，由多層超薄材料組成。Northrop Grumman 將這種架構稱為「超晶格」。堆疊的層控制著電子在半導體中的運動，同時增加了電荷密度。該公司表示，這種結構能承載約十倍於標準氮化鎵晶片的電荷。

更高的密度幫助設備在不增加物理尺寸的情況下處理更多的電力。隨著無線電頻率硬件的功率水平不斷提升，熱管理也變得尤為重要。超晶格設計旨在減少運行過程中的能量損失。這一方法源於 Northrop Grumman 在微電子領域多年的研究。

信號處理的創新整合

信號切換和過濾的結合 大多數無線電頻率系統依賴多個組件來處理信號在電路中的移動。FORTITUDE 將兩個重要功能整合到同一半導體中。該設備能夠以亞納秒的速度切換信號，同時過濾不需要的頻率。這種組合使其能夠在信號到達系統的其他部分之前對其進行調整。Northrop Grumman 表示，FORTITUDE 可以在從千赫茲到 20 GHz 的頻率範圍內運行。這一廣泛的範圍可以支持多個雷達和通信頻段，並減少專用組件的數量。

該公司指出，在某些系統架構中，這款晶片可以取代數十個組件。這將有助於減重並簡化無線電頻率鏈路周圍的電子設備。

應對擁擠頻譜的挑戰

擁擠頻譜中的信號 現代無線電頻率系統愈發與其他發射器及幹擾源並行運作。在幾個電子系統競爭頻譜的情況下，軍事平台面臨特別嚴峻的挑戰。FORTITUDE 設計旨在在這種情況下保持信號性能的清晰度。Northrop Grumman 表示，其架構能夠在消耗更少電力的情況下提供更清晰的數據。這項技術也面向商業系統。隨著運營商向更高頻率和更複雜的信號環境過渡，未來的通信網絡對無線電頻率硬件的需求可能會更高。

Northrop Grumman 正在為美國的國防和商業市場開發 FORTITUDE，其潛在應用橫跨通信、感測和電子戰。儘管硬件不斷變化，工程挑戰仍然相對熟悉。需要在愈加擁擠的電磁環境中傳輸更多資訊。FORTITUDE 在半導體層面解決了這一問題，將更多的功率和信號控制整合在一個更小的硬件中。

新型晶片如何提升無線電頻率系統性能

FORTITUDE 晶片的推出標誌著無線電頻率技術的一次重要進步，尤其是在應對信號擁擠和幹擾的挑戰上。其緊湊的設計和高效的信號處理能力，使其能夠在不增加系統體積的情況下，顯著提升性能。這對於軍事和商業應用都具有重要意義，因為未來的通信需求將更加複雜，對硬件的要求也會隨之提高。透過減少組件數量，FORTITUDE 不僅簡化了設計，還有助於降低整體能耗，進一步推動技術的發展。