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據速率的其他應用。

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。

這家初創公司于2020年6月成立，生產價格便宜、可實現光纖品質的無線連接系統，甘齊娜稱之為“Elve高速互聯”。她說，公司的名字是指大氣中的光發射和電磁脈沖源引起的極低頻擾動。可以將Elve看作是在地球上層大氣中閃閃發光的扁平圓環。它們出現的時間只有幾毫秒，卻可發展到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電子器件協會頒發的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。

“甘齊娜博士的創新和對行業的貢獻是非凡的。”IEEE會員、大會主席杰克?圖切克（Jack Tucek）在該獎項的新聞發布會上表示。

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，她發現降低價格是關鍵。

“客戶要為每臺設備支付25萬到100萬美元。”她說，“聽到這些數字時，你就會發現為什么人們認為這種價格水平在任何地方都難以實現市場增長。”

Elve公司的毫米波功率放大器系統重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。”甘齊娜說，“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、電子發射和熱管理方面的出色配合才能使其發揮作用。”

Elve的毫米波放大器可實現與衛星網絡的通信，創建長距離地對地鏈路。

甘齊娜說：“這樣一來，我們就可以發送大量數據，從而提高數據傳輸速率，可媲美光纖或激光類通信設備。其另一個優點在于，放大器在最惡劣的天氣條件下也能工作。”

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和農村地區實現高速通信。”甘齊娜說。

該公司還計劃開發用于成像和雷達應用的毫米波放大器。

學習經營初創公司

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、廣播發射機、工業加熱、雷達系統和通信衛星的電源。

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，還參加了全球創業加速器4thy為創業者提供的為期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，對許多初創公司而言，籌集資金維持業務很困難，但對Elve來說卻并非如此。

“我們有良好的市場吸引力、優秀的產品和出色的團隊。”她說，“人們對我們正在做的事情很感興趣。”

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模。

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