恭喜你歪楼成功。目前在2460MHz，单芯片功率可达500W，未来还会有所提升。既然说到这里，借这个文章我们来比较一下。

直接说结论：在MPCVD领域，半导体微波源（通常称为固态源）没有优势。

1、效率

效率是半导体源最大的短板。硅工艺LDMOS的效率可达65%，氮化镓工艺可提升至略高于70%。初看起来的确与磁控管是差不多的。

但是，目前半导体的单芯片功率还很小，在2.46GHz顶多略大于500W，要达到MPCVD通常需要的6kW，需要进行多次功率合成。提高半导体源的关键就是降低功率合成的损耗，减少功率合成的次数（最好能在保持损耗不变的情况下一次合成16路）。就目前水平，至少需要2次合成，每次合成引入0.3~0.5dB损耗，总效率即下降至50%。这是采用快响应的保护电路，从而省去芯片后面的环形器的结果（环形器损耗0.2-0.4dB），后果是该源只能承受不高于2.0的短期驻波。目前似乎只有KC这么干，如果不省这个环形器，效率就降到50%以下了。

上述还是非常理想的情况。实际上，由于半导体源是逐级放大的结构，推动管还需要消耗功率，一般占到10%~15%。所以，即使不算电源效率，真正在生产上用到的半导体源，其总效率能达到40%就烧高香了。

如果放在通信领域，这个效率已经算是很高了，因为即使用真空管也需要多级放大，效率并无特别优势。但是在工业微波领域，意外就意外在遇到了磁控管这位老将，不算电源效率的话，他的效率就是70%，都快差了一倍了。若考虑冷却系统的功耗，结果就是真的要差一倍。

结果就是在6kW这个功率下，固态源要多费8kW的电，假设连续工作不停机，一年就要多花7万度电费。

2、输出品质

输出品质是固态源最大的长板。固态源的频率稳定度取决于参考源，通常是晶体，能够轻松做到20ppm以内，若采用温补晶体就能达到1ppm或更好。而磁控管源的频率稳定（长稳）度只有千分之5，或5000ppm。

不过，在电源良好，短稳尚可的情况下，MPCVD可以通过调谐器补偿频率变化带来的阻抗变化，能够接受5000ppm的频率稳定度。对MPCVD来说，糟糕的是短稳，也就是由于电源不良造成的快变化。

半导体源的寄生调幅、寄生调频、相位噪声通常也优于磁控管源。在某些特殊的科研用途中是具有优势的，但除寄生调幅外，MPVCD对此不是特别敏感，只要99%的功率能够分布在最好不超过1MHz，极限不超过5MHz的频谱宽度内就行了。

因此，输出品质的长板在MPCVD应用中并无压倒优势。

3、寿命、可靠性

寿命、可靠性本是固态源最大的长板，功放芯片在合理使用的情况下能够达到10万小时以上的寿命，在极限使用并对老化严格考核时，也有2万小时水平的寿命。但是由于半导体源结构过于复杂，常为16路或32路合成，对恶劣工况的适应能力又比较脆弱，实际的无故障工作时间并不理想，几千小时就要换模块的情况是常见的。当换掉20%的模块以后，这台半导体源还是不是原来那台，算不算已经寿终正寝过一次了，就成了一个哲学问题。

实际经验来看，功放芯片反而是比较皮实的。通常问题都属于千里之堤毁于蚁穴，然后引起功放芯片失效。最常见的问题就是功率传输线上的隔直电容失效。

当然，随着经验的积累，固态源总是能够达到平均2万小时以上的寿命的，对技术进步还要有信心。

问题是，磁控管也不是吃素的。通常宣传固态源的优势时，都会拿磁控管的“手册寿命”来作为反面教材。磁控管的手册寿命是多少呢？有的标500h，一般标1000h，最多标2000h。与固态源比起来，简直弱爆了。

然而，厂家的显然需要尽早甩锅，保守的考核指标。磁控管只要还能起振就继续用是常见的情况。在输出品质尚能满足MPCVD要求的前提下，一个磁控管用七八千甚至一万多小时是普遍的、主流的情况，一般考虑一年一换就可以了。如果达不到这个寿命，除磁控管质量的波动外，主要原因是电源不合格。实际上，还有相当大比例的磁控管是因为偶然事故暴毙的，比如打火而又没有保护，水负载里面有气泡导致吸收不良之类。从普遍的使用寿命来看，目前半导体源与磁控管源没有显著区别，未来半导体源进步了，也就是一两倍的寿命区别。这导致半导体源在寿命、可靠性方面，也失去了压倒性优势。

关键是，换磁控管又不是多大的事。

4、设备成本

不论磁控管还是半导体功放，都有很多外围成本。为了便于比较，我们先来看核心器件，也就是管子的成本。

目前，6kW磁控管的价格在2.5~3万元。500W半导体功放管的单个价格在0.07~0.08万元。

如果用500W半导体功率管来合成6kW，需要至少16只管子，价格在1.2万元左右。

这轮比较，半导体源完胜。

然而，现在随便买个源，最便宜的6kW，也要10万以上的价格。这么看来，在价格里面，管子的成本并不是大头。

什么是大头呢？——电源。

6kW磁控管需要大约10kVA容量的高压电源；6kW固态源需要大约16kVA容量的低压电源。

目前，低压电源产量大，技术更成熟，因此便宜。16kVA虽然比10kVA大，但价格却是差不多的。由于低压电源幺蛾子少，允许极限抠门，因此事实上还会更便宜。

这轮比较，看起来又是半导体源完胜。

但是，假设高压电源也成熟起来，产量大起来，就不好说了。因为电源到了最后就是比个IGBT/SiC价格，比个铜价。开关管都在低压上用，同容量的价格没有根本区别，然而低压电源用的铜肯定比高压电源多得多，不然就不用搞高压输电了。磁控管电源用韭菜粗的电缆就行了，半导体源得用铜牌折弯，看着的确比茁壮的韭菜还漂亮，背后都是钱。

产量大起来，两者分不出胜负。

固态源还多一套合路器，这东西也不便宜。

固态源还需要做多模块同相，需要推动级，这些东西的价格并不比功放管低多少。

固态源发热大，冷却系统还需要更复杂，也就是更多钱。

固态源……

总之，在MPCVD应用需要的条件下，两种微波源的设备成本没有显著区别。将来如果管子的价格发生变化，除非某种管子暴涨，也不会影响这个结论。至于磁控管会不会涨到5万一支，这是不太可能的。如果进口磁控管涨价一倍，那就用国产磁控管降额使用，10kW的国产磁控管才1万元。

磁控管是消耗品，相比半导体源来说，节省的电费可以每年换两次，如果只换一次，就赚了。

5、结论

工业应用，比的就是成本。不论是设备成本、消耗件成本、电费成本，还是维护成本，出故障以后的停产损失折算的成本……在成本这个问题上，目前（及未来两三年）磁控管源略有优势。

过去磁控管源在MPCVD应用中受到一些批评，主要原因是极少有人把它弄明白。弄明白了的进口货要22万，没弄明白的国产货要12万。舍得花钱买进口货的说磁控管源效果不错；不舍得花钱的说磁控管源没有固态源靠谱。如果有朝一日国产货搞明白了，会卖20万吗？如果还是卖12万，老板们是买固态源，还是买磁控管源呢。

（特别声明：本文仅属技术探讨，不构成投资建议）