初創(chuàng)公司Elve讓功率放大器成本大幅下降

增材制造將生產成本降低90%。

戴安娜?甘齊娜（Diana Gamzi-na）正在努力大幅降低毫米波功率放大器的價格。真空電子設備可用于與遙遠的空間探測器通信，也可用于需要最高可用數(shù)據(jù)速率的其他應用。

一臺放大器的成本可高達百萬美元，因為它需要成本高昂的高精度制造和手工裝配，而甘齊娜的初創(chuàng)公司Elve正在利用先進材料和新型制造技術降低單價。

甘齊娜說，使用傳統(tǒng)制造工藝生產一臺放大器可能需要一年，但Elve生產一臺放大器卻只需一周。Elve的流程讓售價降到了通常價格的10%左右，使公司更容易進入大批量市場。

這家初創(chuàng)公司于2020年6月成立，生產價格便宜、可實現(xiàn)光纖品質的無線連接系統(tǒng)，甘齊娜稱之為“Elve高速互聯(lián)”。她說，公司的名字是指大氣中的光發(fā)射和電磁脈沖源引起的極低頻擾動?？梢詫lve看作是在地球上層大氣中閃閃發(fā)光的扁平圓環(huán)。它們出現(xiàn)的時間只有幾毫秒，卻可發(fā)展到320公里寬。

Elve總部位于加州戴維斯市，擁有12名員工和幾名顧問。

IEEE高級會員甘齊娜憑借其在放大器方面的工作榮獲了IEEE電子器件協(xié)會頒發(fā)的2022年真空電子青年科學家獎。在2022年于加州蒙特雷舉行的IEEE國際真空電子大會上，她被授予了該獎。

“甘齊娜博士的創(chuàng)新和對行業(yè)的貢獻是非凡的?！盜EEE會員、大會主席杰克?圖切克（Jack Tucek）在該獎項的新聞發(fā)布會上表示。

擴大市場

除了經營自己的公司，甘齊娜還是加州門洛帕克斯坦福直線加速器中心（SLAC）的在職科學家，這是一家由斯坦福大學運營的美國能源部國家實驗室。甘齊娜正是在這一職位上著手與業(yè)內代表探討如何擴大高性能毫米波放大器的市場。

在討論中，她發(fā)現(xiàn)降低價格是關鍵。

“客戶要為每臺設備支付25萬到100萬美元?！彼f，“聽到這些數(shù)字時，你就會發(fā)現(xiàn)為什么人們認為這種價格水平在任何地方都難以實現(xiàn)市場增長?！?/p>

Elve公司的毫米波功率放大器系統(tǒng)重4千克，尺寸為23厘米×15厘米×8厘米，由28伏直流電輸入總線供電。該放大器系統(tǒng)的核心是一組行波管（TWT）。行波管是真空電子器件的一個子集，可以在頻帶較寬的頻率上將電磁信號放大超過100倍。甘齊娜說，行波管通常用于通信和雷達成像應用。

行波管可接收毫米波信號，并使其“與高能電子束相互作用，讓信號從電子束中獲得能量。這就是信號放大?！备数R娜說，“就某些方面而言，這個概念很簡單，但需要在射頻設計、制造、真空科學、電子發(fā)射和熱管理方面的出色配合才能使其發(fā)揮作用?！?/p>

Elve的毫米波放大器可實現(xiàn)與衛(wèi)星網絡的通信，創(chuàng)建長距離地對地鏈路。

甘齊娜說：“這樣一來，我們就可以發(fā)送大量數(shù)據(jù)，從而提高數(shù)據(jù)傳輸速率，可媲美光纖或激光類通信設備。其另一個優(yōu)點在于，放大器在最惡劣的天氣條件下也能工作?！?/p>

她表示，Elve放大器初始的市場是通信領域，尤其是回程鏈路，即基站和核心網基礎設施之間的連接。

“我們的最終目標是進入地面市場，這樣放大器就可以安裝在手機塔上，在世界各地的偏遠地區(qū)和農村地區(qū)實現(xiàn)高速通信。”甘齊娜說。

該公司還計劃開發(fā)用于成像和雷達應用的毫米波放大器。

學習經營初創(chuàng)公司

甘齊娜在Elve的工作與她在SLAC實驗室的研究相關，也和她之前在加州大學戴維斯分校毫米波研究小組擔任開發(fā)工程師時所做的工作有關。在那里，她研究了太赫茲頻率下工作的真空設備，這些設備被用作了粒子加速器、廣播發(fā)射機、工業(yè)加熱、雷達系統(tǒng)和通信衛(wèi)星的電源。

她還領導了增材制造技術的研究項目，擁有3項與真空電子器件制造相關的美國專利。

為了學習如何創(chuàng)辦公司，她在斯坦福大學學習了一門相關課程，還參加了全球創(chuàng)業(yè)加速器4thy為創(chuàng)業(yè)者提供的為期10周的培訓課程。她說，年少時在父親的液壓設備制造公司幫忙時也學到了一些東西。

甘齊娜稱，對許多初創(chuàng)公司而言，籌集資金維持業(yè)務很困難，但對Elve來說卻并非如此。

“我們有良好的市場吸引力、優(yōu)秀的產品和出色的團隊?！彼f，“人們對我們正在做的事情很感興趣?！?/p>

她表示，公司的增長速度如此之快是一個問題，可能很難擴大生產規(guī)模。

她說：“制作成百上千個這樣的產品是一項挑戰(zhàn)，甚至很難理解。但我們已經準備好從目前的狀態(tài)大步邁入下一個階段?！?/p>