摘要:要知道,F-35这个号称"世界最先进战斗机"的家伙,居然在雷达系统里塞了1600多个砷化镓组件!没有这些组件,F-35的"超级眼睛"可就要变成"近视眼"了。这听起来有点夸张,但欧洲军事媒体的最新分析显示,情况可能比我们想象的还要严重。
稀土到底有多重要?为什么小小的砷化镓芯片能让美国空军头疼不已?中国去年12月开始对镓制品实施出口管制,真的能像外媒所说的那样"威胁到整个美国空中力量"吗?
要知道,F-35这个号称"世界最先进战斗机"的家伙,居然在雷达系统里塞了1600多个砷化镓组件!没有这些组件,F-35的"超级眼睛"可就要变成"近视眼"了。这听起来有点夸张,但欧洲军事媒体的最新分析显示,情况可能比我们想象的还要严重。
如果把现代战斗机比作一个人,那么砷化镓组件就像是它的"神经系统"。你可能会问,这种听起来很高大上的材料到底是什么来头?简单来说,砷化镓是由镓和砷两种元素组成的化合物,它是一种半导体材料,在高频电子设备中有着无可替代的作用。
拿F-35战斗机上的AN/APG-81雷达来说,这款号称能发现隐身目标的"神器"内部装有超过1600个砷化镓组件!为什么要用这么多?因为砷化镓芯片能让电子信号以极快的速度传输,同时耗能更低,抗干扰能力更强。这些特性让F-35的雷达能够快速切换频率,既能探测到远处的目标,又能识别出低空飞行的小型无人机。
更厉害的是,砷化镓比传统的硅材料更耐高温和辐射。想象一下,战斗机在高空飞行时,外界温度可能低至零下60度,而电子设备工作时却又会产生高温,这种极端温差变化下,普通材料早就"罢工"了。但砷化镓却能在这种环境中稳定工作,这就是为什么现代战斗机离不开它的原因。
据美国国防部的一份内部报告显示,单是F-35项目每年就需要约12吨高纯度工业镓,而这个数字还在随着生产速度的加快而增长。问题是,现在这些镓从哪里来?
2023年12月,中国商务部宣布对镓制品实施出口管制,这一消息当时并没有引起太多关注。毕竟,镓这种元素对普通人来说实在太陌生了。但在军工领域,这个消息却引起了轩然大波。
为什么?因为根据美国地质调查局的数据,中国掌握着全球约94%的镓产量和98%的精炼镓产能!这几乎是一家独大的局面。而且,生产高纯度镓并不是一件简单的事情,它需要复杂的提取和精炼工艺,这方面的技术门槛相当高。
按照原计划,从2026年开始,F-35将换装更先进的AN/APG-85雷达。这款新雷达采用的是氮化镓技术,对高纯度镓的需求量更大,性能也更优越。但在目前的情况下,这个升级计划恐怕要面临严峻的挑战了。
不仅是雷达系统,F-35的电子战系统和通信系统同样依赖氮化镓放大器。这些设备能让F-35在战场上实现信息共享和电子干扰,是其战斗力的重要组成部分。没有高性能的镓基芯片,F-35就像是一个丢了智能手机的现代人,处处受限。
美国为什么会在这么关键的材料上如此依赖中国?这其实反映了全球产业链的深刻变化。
回溯历史,美国曾经是全球最大的稀土生产国。20世纪90年代初,美国加州的山口(Mountain Pass)矿场年产稀土超过2万吨,占全球产量的一半以上。然而,由于环保压力和成本考量,美国逐渐放弃了稀土开采和精炼产业,转而依赖进口。
与此同时,中国凭借丰富的资源储备和不断提升的技术能力,逐步成为全球稀土生产和加工的中心。尤其是在高纯度稀土材料的精炼方面,中国建立了完整的产业链,形成了难以撼动的优势。
美国曾在2017年签署行政命令,将稀土列为"关键矿产",试图重振美国稀土产业。但问题是,仅仅开采原矿是不够的,还需要复杂的加工和精炼能力,而这正是中国的强项。
更广泛的影响镓制品的短缺不仅影响F-35,实际上可能波及美国整个空中力量体系。
首先是其他战机项目。包括F-22、F-15EX等在内的美国先进战机,其雷达和电子系统同样依赖砷化镓和氮化镓组件。尤其是新一代战机项目如"下一代空中主宰"(NGAD),更是大量采用了这些先进材料。
其次是无人机系统。MQ-9"收割者"、RQ-4"全球鹰"等高端无人机的传感器和通信系统同样依赖镓基芯片。一旦这些零件供应受限,美军的无人机监视网络可能面临严重挑战。
更令五角大楼担忧的是,今年4月中国又扩大了稀土管制范围,这意味着未来可能有更多军工零部件受到影响。特别是卫星通信系统,它们大量使用砷化镓太阳能电池和通信组件。一旦这些装备的供应链受阻,美军的信息优势将大打折扣。
有趣的是,中国的稀土管制并非完全禁止出口,而是采取了许可证制度,要求出口企业申报用途和最终用户。这种做法既符合WTO规则,又能有效防止关键材料被用于军事目的,可谓一举两得。
技术制衡的新时代这场"稀土之争"实际上反映了全球科技竞争的新形态。在过去,国家间的竞争主要体现在终端武器装备上,而现在则延伸到了基础材料和核心技术领域。
对美国来说,解决稀土依赖问题需要长期投入和战略规划。仅靠短期的紧急采购或禁令是无法从根本上改变局面的。美国需要重建完整的稀土供应链,包括采矿、分离、精炼和深加工等环节,这可能需要10年甚至更长时间。
对中国而言,稀土管制既是保护战略资源的举措,也是技术外交的重要筹码。通过合理规范稀土出口,中国可以引导全球产业链向更加公平、互利的方向发展。
有分析认为,未来全球可能会形成多个技术集团,每个集团都拥有相对完整的供应链和技术体系。在这种情况下,关键材料的控制权将成为各国博弈的重要因素。
从历史角度看,技术封锁很少能完全阻止一个国家的发展。当年西方对中国实施高科技封锁,反而促使中国加速自主创新;同样,美国失去稀土供应后,也会加紧研发替代技术。这种相互刺激可能会加速全球科技进步,但同时也带来了技术壁垒和资源浪费。
回顾这场关于镓的争端,我们可以得到一些深刻的启示。
在全球化时代,产业链安全与国家安全紧密相连。忽视关键原材料的自主可控,即使拥有再先进的武器设计能力,也可能在关键时刻陷入被动。
技术竞争正从成品向原材料、从终端向源头延伸。未来国家间的竞争将更加全面和深入,涉及从基础研究到应用开发的全链条。
科技自主并非闭关自守,而是在开放合作中掌握主动权。无论是中国还是美国,过度依赖单一供应源都是危险的,建立多元化、有韧性的供应体系才是长久之计。
小小的镓元素,折射出大国博弈的缩影。在这个材料与技术交织的新时代,谁能在关键领域占据优势,谁就能在未来的竞争中立于不败之地。
来源:科普启示录一点号