編按：F-35的脈動生產線。基礎材料/半成品的生產成本高低，是一種複雜器材「白菜化」的關鍵之一。(網絡圖片)

上周說到美國「F-47」每架3億美金的高昂造價，此前《美軍蛇年為何頻頻「撞」大運？》一文，提到美軍軍費採購的新裝備價高量少的話題。中美武器造價巨大的差價，早前就引發中文互聯網「白菜價」和「下餃子」的話題。

從「白菜價」到「下餃子」
「白菜價」是指一件物品，現在的價格相對本身價值或者曾經的價格而言十分便宜、實惠。該詞的適用對象需包含兩個要素：首先是物品的價格便宜；其次是物品本身要有一定的價值。二者兼具才能體現出超值、實惠的特點。

編按：上個世紀最出名的白菜化之一，是在生產規格和生產方式上完全規格化及標準組件化的「自由輪」，五年內造了2700艘以上。

「下餃子」原本用來形容人或物，大規模進入或出現在某片區域或者水域，強調沸騰且擁擠，外觀就像大鍋煮餃子，密密麻麻一大片。這兩個詞在網絡疊加使用，反應某種高新技術或產品一旦被中國攻克後，很快就會從原本價高量少的稀缺物品，變得價格親民。而後，這類產品就像煮餃子一樣，在中國大批量生產和使用。

「白菜價」和「下餃子」最早出現在中國軍事圈，主要指兩件事：國產相控陣雷達技術的突破，被廣泛應用在各款新式艦船和戰機。而大批量國產軍艦建成下水，就如同在家「下餃子」一般平常。後來隨著各種國產新裝備的大量出現，這兩個形象的詞組使用的範圍越來越廣，也不再局限於軍事類。

編按：056系列輕護衛艦可說是貨真價實的「白菜化」輕型軍艦，排水量1300噸的它，7年半內共建了83艘(含自用及外銷型，含一艘放大改進型)。(網絡圖片)

最著名的就是那則關於圓珠筆頭的故事：當年因為有一篇文章說中國可以讓飛船上天，卻造不出圓珠筆頭上小小的鋼珠。為此，太原鋼鐵廠燒一鍋爐的鋼，當做出的圓珠筆頭鋼珠投放市場，就直接把國外的幾家圓珠筆頭廠家搞到破產。而現在，中國網店10元20支還包郵的圓珠筆比比皆是。

技術的突破並不意味著白菜價和下餃子現象接踵而至，尤其是軍工產品。從新技術應用到產品生產，必須依託完善的工業產業鏈和巨大的市場需求。就好像中國的相控陣雷達系統，從技術的瓶頸到井噴式廣泛應用，是工業化發展到一定程度的結果。

 編按：鎵金屬塊與氧化鎵結晶體。(網絡圖片)

電子工業的「脊樑」
雷達的原理是基於電磁波的反射和接收來探測目標，早期都是機械掃描，完成一圈的掃描耗時比較長。因此，很多時候定位就沒那麼準確。

相控陣雷達是目前現役雷達中最先進的體系，是由大量相同的輻射單元組成的雷達面陣，每個輻射單元在相位和幅度上，獨立受波控和移相器控制，能得到精確可預測的輻射方向圖和波束指向，它是現代軍事裝備不可或缺的一環。

編按：最早的相控陣雷達SPS-32/33，由於早期相控陣雷達的電子元件仍相當原始，一面雷達只能維持一維相掃，故需要兩面雷達掃不同維向並同時運作，才能控測物體的2D方位。

相控陣雷達的概念1930年代就出現，1950年代美國首先實現軍事裝備的應用。到1960年代，美蘇的相控陣雷達技術相繼成熟，大量產品裝備部隊。中國的相控陣雷達起步在1960年代，早期是引進仿製蘇聯的技術，後來因為中蘇關係破裂，於是走上自己研發的道路。

1970年代，中國電科14所在張廣義總師的帶領下，克服重重困難，用五年時間，研製成功中國首部相控陣雷達——7010雷達。儘管7010雷達體積巨大，功能相對簡易，卻精准預測了1983年蘇聯核動力衛星殘骸的墜落軌跡，令世界矚目。

編按：2070型早期相控陣雷達已停役近30年，現存違址也只餘雷達陣列的底座。右圖為其底座的組裝結構圖。(網絡圖片)

相控陣雷達分為有源和無源兩類，兩種雷達的天線陣基本相同，主要的區別在於發射/接收單元的多少。無源相控陣雷達僅有一個中央發射機和一個接收機，有源相控陣雷達的每個天線單元，都配裝有一個發射/接收組件，每一個組件都能自己產生、接收電磁波。因此，在頻寬、信號處理和冗度設計上，都比無源相控陣雷達具有更大的優勢，這使得有源相控陣雷達的造價昂貴，工程化難度加大。

比如在一些大型的遠程警戒，相控陣雷達直徑為幾十米的圓形天線陣上，排列著上萬個能發射電磁波的輻射器，每個輻射器配有一個「移相器」，每個「移相器」都由電子計算機控制。

編按：鋪路爪雷達的射頻陣列單元，這是一種UHF長波雷達，雖屬早期主動相控陣系統，但其陣列單元相當巨型，且由研發開始年份看來，應該還是第一代真空管的技術。(圖片來自維基百科)

相控陣雷達的發射/接收單元，是相控陣雷達技術最重要的環節，也是中國過去雷達技術突破的難點之一。這個發射/接收單元自問世以來，也是經歷過多代技術的進步，包括第一代真空管有源相控陣雷達、第二代砷化鎵有源相控陣雷達、第三代氮化鎵有源相控陣雷達、第四代數字陣列有源相控陣雷達、第五代軟件定義有源相控陣雷達。

這其中第一代和第二代相控陣技術，中國沒有投入實用，是從第三代開始裝備部隊的。目前，中國雷達使用第四代數字陣列技術，它最大優點除了探測能力大幅提升，還有就是集成度和小型化。其中發射/接收單元最重要的金屬材料就是鎵，鎵是第一個根據化學元素週期律預言並在自然界中證實的元素，是室溫下電導率和熱導率均為最大的液態物質。

鎵在現代電子工業中得到廣泛應用，被譽為電子工業「脊樑」。特別是氮化鎵，作為第三代半導體材料的代表，氮化鎵在功率密度、頻率特性、抗電子擊穿能力以及散熱性能上均有著顯著的優勢。這些特性使得氮化鎵成為相控陣雷達中不可或缺的關鍵材料。

編按：氮化鎵之前是一種高級的射頻製作材料。根據HK01報道，相較於傳統半導體材料矽，氮化鎵能承受更高的電壓，因此擁有更好的導電能力，電波輸出功率更大。然而這種高級材料卻因為手提電話而令其「白菜化」，在國內需求與產量也急增，因為採用氮化鎵技術的充電器比普通充電器輸出效率更高，能夠大幅提升充電速度，比傳統充電器充電速度更快；民用產品的高需求進而令這種軍用電子元件也可快速增長。(網絡圖片)

好「鎵」難取耗電高
好用是好用，但鎵在地殼中的含量僅為0.0015％，是典型的稀有分散金屬。鎵不單獨形成礦物，而是鋁土礦和鉛鋅礦的伴生金屬。資料顯示，中國鎵資源儲量占目前全球已知的鎵存量的近七成。

雖然中國不缺乏鎵資源，但是提煉制取條件甚高，現在全球制取鎵，都是採取工藝複雜的一系列電解技術來產生。要得到高純度的金屬鎵，要通過電解精煉法、部分結晶法、單晶生長法、區域熔煉法、真空蒸餾法和真空熱解法等技術，才能提純製備99.999%～99.999999%高純鎵。

編按：鎵的生產其實是鋁的電解(霍爾-埃魯法)提煉過程的副產品，而鋁是用電很高的工業。不過由於內地使用大型水利工程發電，不但電力足夠，而且也因使用超高壓輸電技術讓電力遠距離傳遞時減輕流失，故距離遙遠的提煉廠也可得到足夠電力供應。(網絡圖片)

這一系列手段，需要有很高的冶煉技術，若僅僅為了制取鎵，成本會高得可怕。作為伴生礦，鎵是生產電解鋁的副產品，而中國又是全球最大的電解鋁生產國，產量佔據全球的50%。生產電解鋁對電力消耗極大，每生產10萬噸電解鋁可產出1噸鎵，需要耗電13.6億度。簡單地說，生產制取鎵，原材料、技術和電缺一不可。

2022年，中國對於鎵資源的開採與利用所耗費的電力，達到驚人的5400億度電。根據全球的發電量報告顯示，中國2024年的發電量達到歷史性的10萬億度，全球排第二的美國全年發電量約為4.3萬億度，排第三的是印度，為1.82萬億度，第四的日本和第五的俄羅斯都是1.2億度左右。

編按：中國大力發展新式核能，也能夠讓內陸的工業地區有足夠而沒有空氣污染顧慮的電力供應，圖為石島灣的球床反應堆(一種號稱不會溶毀且用水少得多的新式核反應堆)，是一個商用驗證據，成功後即可推廣至內陸水源較少的地區，保證電力供應。(網絡圖片)

這一龐大的數字，對於許多其他國家而言，恐怕是難以想像和承受的。但中國憑藉綠色電力的飛速發展，具備強大的電力保障，使得鎵的制取更為高效。這也是中國鋁業生產大戶，集中在西南地區水電資源發達地區的原因。相比之下，即便其他國家擁有鎵礦資源，也往往因電力不足而難以有效提取，以越南為例，全年發電量約為2600億度，也只是生產190噸鎵的耗電量。

電力作為現代工業的基礎，類似於生物體中的血液，為整個系統提供動力和能量。正是因為國家此前在電力方面的大量投入，才有足夠的電力保障中國工業化的進步，才能制取足夠的金屬鎵，完成相控陣雷達的發射/接收單元最重要的一環。

從鎵的制取可以看出，所謂的「白菜價」和「下餃子」，都是需要有完善的體系去保障的。國家在基礎建設的大規模投入的托底，其實相關的例子數不勝數，比如中國的高超音速武器的飛速進步，是源於中國擁有全世界唯一的全套高超音速風洞，這套風洞一旦全面開啟的耗電量是多少呢？它開啟一周，等於一個中小國家一年的用電量！