澎湃新聞從中國(guó)科學(xué)院微電子研究所獲悉，我國(guó)在太空成功驗(yàn)證了首款國(guó)產(chǎn)碳化硅（SiC）功率器件，第三代半導(dǎo)體材料有望牽引我國(guó)航天電源升級(jí)換代。

功率器件是實(shí)現(xiàn)電能變換和控制的核心，被譽(yù)為電力電子系統(tǒng)的心臟，是最為基礎(chǔ)、最為廣泛應(yīng)用的器件之一。隨著硅（Si）基功率器件的性能逼近極限，以碳化硅（SiC）為代表的第三代半導(dǎo)體材料，以禁帶寬度大、擊穿場(chǎng)強(qiáng)高、飽和電子速度快等優(yōu)勢(shì)，可大幅提高空間電源的傳輸功率和能源轉(zhuǎn)換效率，簡(jiǎn)化散熱設(shè)備，降低發(fā)射成本或增加裝載容量，功率-體積比提高近5倍，滿足空間電源系統(tǒng)高能效、小型化和輕量化需求。

據(jù)悉，中國(guó)科學(xué)院微電子研究所劉新宇、湯益丹團(tuán)隊(duì)聯(lián)合空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心劉彥民團(tuán)隊(duì)研制的碳化硅（SiC）載荷于2024年11月15日搭乘天舟八號(hào)貨運(yùn)飛船飛向太空，開啟了空間軌道科學(xué)試驗(yàn)之旅。通過一個(gè)多月的在軌加電試驗(yàn)，SiC載荷測(cè)試數(shù)據(jù)正常，高壓400V SiC功率器件在軌試驗(yàn)與應(yīng)用驗(yàn)證完成，在電源系統(tǒng)中靜態(tài)、動(dòng)態(tài)參數(shù)符合預(yù)期。

本次搭載的SiC載荷系統(tǒng)主要任務(wù)為國(guó)產(chǎn)自研高壓抗輻射SiC功率器件（SiC二極管和SiC MOSFET器件）的空間驗(yàn)證及其在航天電源中的應(yīng)用驗(yàn)證、SiC功率器件綜合輻射效應(yīng)等科學(xué)研究，有望逐步提升航天數(shù)字電源功率，支撐未來(lái)單電源模塊達(dá)到千瓦級(jí)。

本次搭載第一階段任務(wù)目前已順利完成，實(shí)現(xiàn)了首款國(guó)產(chǎn)高壓400V抗輻射SiC功率器件空間環(huán)境適應(yīng)性驗(yàn)證及其在電源系統(tǒng)中的在軌應(yīng)用驗(yàn)證，標(biāo)志著在以“克”為計(jì)量的空間載荷需求下，SiC功率器件將成為大幅提升空間電源效率的優(yōu)選方案，牽引空間電源系統(tǒng)的升級(jí)換代。

劉新宇表示，中國(guó)自主研制成功首款國(guó)產(chǎn)高壓抗輻射SiC功率器件，并通過空間驗(yàn)證、實(shí)現(xiàn)其在電源系統(tǒng)中的在軌應(yīng)用，這將為未來(lái)中國(guó)探月工程、載人登月、深空探測(cè)等領(lǐng)域提供可供選擇的新一代功率器件。

世界各國(guó)均在積極進(jìn)行第三代半導(dǎo)體材料的戰(zhàn)略部署，其中的重點(diǎn)即SiC。SiC已成為下一代功率器件競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)，其應(yīng)用潛力不僅在航天領(lǐng)域，在高速列車、風(fēng)力發(fā)電及智能電網(wǎng)等領(lǐng)域，SiC也獨(dú)具優(yōu)勢(shì)。