进入21世纪
到了2000年末，闪电机群已经成为以色列空军拦截和对地攻击的主力，随着F-4E大锤和A-4天鹰的不断退役，雀鹰机群的数量也在不断壮大。然而，这些飞机都被使用了近10年和20年，面对着新的、长远的挑战，也需要更新的飞机。同时新的武器也被引入5支闪电中队，显著地提高了中队的作战潜力。
寻找新一代战斗轰炸机的计划始于1991年，受到了海湾战争影响的同时还和闪电II抵达哈佐尔平行展开。以色列空军起初彻底的寻找下一代战机来取代现有的F-4E，一开始，主要的竞争者是改进型的F-16和专用型的F/A-18。和F-16不一样，以色列空军完全不熟悉F/A-18，因此派出了一只队伍前往美国学习。后来，在1993年，麦道派出了2架F/A-18D前往以色列接受评估。装备闪电II的105中队接待了他们一个月，并且针对当时以色列空军最先进的飞机展开了一系列的测试，闪电C/D和F-15隼，结果由于F/A-18需要改进的地方过多而被放弃，而且采购的价格也更高。最终，在1993年，F-15的衍生型F-15E被批准出售给以色列，主要是打消以色列反对美国向沙特出售F-15S的疑虑。以色列空军很快就接受了，1994年2月签署了购买25架F-15I雷电(希伯来文：רעם，发音：Ra’am)的合同，69中队受命将在1998年1月开始接受换装。闪电机群不再是以色列空军中最优秀的对地攻击机群，因为新的雷电安装有更高级的航电设备、更远的航程、更强的通用性、更大的载弹量。
2001年，109中队为庆祝成立50周年而换上了新的中队队徽，而这个队徽仅被涂在F-16D Blk30闪电055上，飞机上挂载了LITENING激光指示吊舱、GBU-12激光制导炸弹、600加仑副油箱(为了增加航程专门为以色列空军的F-16D闪电研制，因为两种型号闪电D无法携带背部保形油箱)和AIM-9L响尾蛇，照片中约旦河的远处是戈兰高地，下方是以色列的农田。
1996至1999年间开始寻找一种更加先进的战斗轰炸机：这里面有2种选择：追加F-15I的订单，或者新型号的F-16D，Blk 52批次的F-16I风暴(希伯来文：סופה，发音：sufa)，后者比起雷电更加便宜。于是在1999年和2000年分别签下了2笔订单，购买102架F-16I。第一批飞机的交付在2004年2月开始，F-16I毫无疑问将从闪电手中接过远程全天候轰炸的担子。但是特殊的F-16I测试型在2006年才抵达以色列，一个临时的方案就是将601测试中队的闪电C 301改装成“半F-16I”水准，这架飞机可以挂载保形油箱，增加的仪器和航电设备与F-16I保持一致，尽管这只是一架单座的F-16C。
相比起雷电和风暴，闪电的级别确实要低一些，但是距离表现出它的全部战斗力还相差很远。为了和雷电及风暴的技术持平，“老旧”的闪电也做出了很多改进，使其战斗力比之前更加强大。主要的升级还是在航电和武器系统方面，从1987年起，以色列空军就授权独自对所有闪电的飞控、任务和武器计算机进行软件升级，这样使得它们能够提升表现并能够使用新的武器弹药。这些升级的软件经常由以色列空军软件工程中心的一支专门的队伍制作，其中包括电脑技术专家和闪电机组成员。这些持续的工作直到2006年才完成，当时做出了一个决定就是要用风暴上的设备完全替闪电上换老旧的计算机和座舱显示器。起初，升级闪电的软件是基于风暴的软件基础之上的，并且和洛.马在沃斯堡的工厂进行合作。现在，风暴上的一切软件和硬件都被用来升级闪电，第一架改进后的“闪电2020”在2007年完成，然后被送至601中队进行了一系列的测试。2010年，整个升级包被宣布可以投入使用，接下来是一系列专门针对哈佐尔基地闪电II机体的升级，同样在拉马特.戴维基地，闪电I机体的升级也平行展开。尽管在闪电2020项目开始时开始考虑到了，但风暴上的APG-68(V)9还是没有取代闪电上的APG-68(V)5雷达。
为了达到和F-16I风暴一样的标准，从2008年起，以色列空军开始对现役的F-16C/D进行升级，使得飞机具备了超视距空战的能力，项目代号“闪电2020”，2010年10月第一架实用型完成改装进入现役。完成升级后的C型机会在机鼻左侧RWR天线下方涂有“闪电2020”小圆标。
2020年8月访问德国的101中队 F-16C 闪电536，机鼻左侧RWR天线下方涂有"闪电2020"升级小圆标。感谢Joe协助找图，原图 via IAF FB。
以色列空军闪电机群的第二项改进就是飞行员-武器界面的升级，起初，只有少量的AN/AAQ-19神射手吊舱被交付给了以色列，而且只用于哈佐尔和拉马特.戴维基地的闪电D机群。1998年RAFAEL公司推出了一款新的LITENING激光指示吊舱，并且首先由109中队使用，他们很快将神射手吊舱交付给使用雷电的69中队。随着更加高级的LITENING吊舱完成研发，同时在诺斯罗普.格鲁曼参与进来并将其命名为AN/AAQ-28后，以色列空军采购了更多的LITENING吊舱。很快在2003年，105中队也用更加先进的LITENING III吊舱取代了之前的神射手吊舱，具备有红外热成像(FLIR)、光影图像转换成数字信号的CCD电荷耦合元件以及激光照射装置，使得飞机可以在不利的天气条件和暴雨闪电中投掷精确制导炸弹及铁炸弹，而且具有相当高的命中率。两支闪电II中队后来将所有的神射手吊舱都转交给了69中队，但挂载LITENING吊舱并不是时时刻刻都需要，有的时候也会挂载铺路便士吊舱，这和美国空军的伤害目标寻导头(HTS)类似。
同样是2020年8月去德国访问的F-16D 闪电676，隶属于蝎子中队。"闪电2020"升级小圆标涂在进气口航行灯旁边。感谢Joe协助找图，原图 via Bundeswehr。
另一个主要的飞行员-武器界面升级就是头盔瞄准具，在以色列空军中被称之为“Teka”(希伯来语头盔瞄准具的缩写)。这种系统由以色列本地的埃尔比特系统公司研发，并且在90年代进入闪电机群中服役。Teka通常和另一种系统搭配使用，这种系统于1997年10月开始装备闪电中队，使其成为全世界最顶级的F-16战机之一。这种系统就是黑豹，或者RAFAEL的怪蛇4/5格斗弹，这被认为是全世界最先进的格斗弹之一，即便是在导弹的寻导头可搜索范围之外也可以将目标锁定，飞行员通过头盔瞄准具捕捉目标，使得目标的位置信息可以被传回导弹里。导弹发射后将使用这些数据直接向目标的位置飞去，而不再需要导弹载机去引导。这使得攻击导弹载机后方的目标成为了可能----只要飞行员能够看到目标，他可以在不做出机动的情况下就锁定对手并发起攻击。怪蛇4/5和头盔瞄准具的组合使得飞机员能够看见目标就发射导弹，这是一种可畏的能力。
2011年，109中队成立60周年，中队飞机的垂尾根部都刷有60周年纪念图案，设计者是拉南.魏斯。
2003年夏，来自以色列空军所有5支闪电中队的F-16C/D前往美国，访问了犹他州的希尔空军基地和亚利桑那州的戴维斯.蒙森基地，最后2周，他们在内华达州的内利斯基地参与了红旗演习。
