开启中国航天新篇章

首款国产碳化硅功率器件太空验证成功，牵引我国航天电源升级换代

近日，澎湃新闻从中国科学院微电子研究所传来喜讯，我国在太空成功验证了首款国产碳化硅（SiC）功率器件。
这一重大突破标志着我国在第三代半导体材料领域取得了重要进展，有望牵引我国航天电源升级换代。

功率器件是实现电能变换和控制的核心，被誉为电力电子系统的心脏。
随着硅（Si）基功率器件的性能逼近极限，以碳化硅（SiC）为代表的第三代半导体材料崭露头角。
SiC具有禁带宽度大、击穿场强高、饱和电子速度快等优势，可大幅提高空间电源的传输功率和能源转换效率。

中国科学院微电子研究所的刘新宇、汤益丹团队联合空间应用工程与技术中心的刘彦民团队，经过不懈努力，成功研制出碳化硅（SiC）载荷。
该载荷于2024年11月15日搭乘天舟八号货运飞船飞向太空，开启了空间轨道科学试验之旅。

经过一个多月的在轨加电试验，SiC载荷测试数据正常，高压400V SiC功率器件在轨试验与应用验证完成。
本次搭载的SiC载荷系统主要任务包括国产自研高压抗辐射SiC功率器件的空间验证及其在航天电源中的应用验证、SiC功率器件综合辐射效应等科学研究。

此次任务的成功完成，实现了首款国产高压400V抗辐射SiC功率器件空间环境适应性验证及其在电源系统中的在轨应用验证。
这意味着SiC功率器件将成为大幅提升空间电源效率的优选方案，牵引空间电源系统的升级换代。

刘新宇表示，中国自主研制成功首款国产高压抗辐射SiC功率器件，并通过空间验证、实现其在电源系统中的在轨应用，这一成就为未来中国探月工程、载人登月、深空探测等领域提供了可供选择的新一代功率器件。

碳化硅（SiC）作为第三代半导体材料的代表，已成为全球科技竞争的焦点。
世界各国均在积极进行第三代半导体材料的战略部署，其中的重点即SiC。
SiC的应用潜力不仅在航天领域，其在高速列车、风力发电及智能电网等领域同样具有独特优势。

在航天领域，SiC的高性能能够满足空间电源系统高能效、小型化和轻量化的需求。
通过简化散热设备、降低发射成本或增加装载容量，提高功率-体积比近5倍。
这对于我国实现深空探测、载人登月等宏伟目标具有重要意义。

在高速列车领域，SiC的应用可以显著提高列车的运行效率和能源转换效率，降低能耗和运营成本。
SiC的耐高温性能还可以提高列车的安全性。

再者，在风力发电领域，SiC的应用可以提高风力发电机的效率和可靠性，降低维护成本。
这对于我国可再生能源的发展具有重要意义。

最后，在智能电网领域，SiC的应用可以提高电网的稳定性和安全性，降低电网的能耗和维护成本。
这对于我国实现能源转型和可持续发展具有重要意义。

首款国产碳化硅功率器件太空验证成功，为我国在第三代半导体材料领域的发展打开了新篇章。
未来，随着技术的不断进步和应用的推广，SiC将在更多领域发挥重要作用，为人类社会的发展做出贡献。

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