我国成功验证太空国产碳化硅功率器件

近日，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。这一突破标志着第三代半导体材料有望牵引我国航天电源的升级换代，为未来探月工程、载人登月及深空探测等领域提供新一代功率器件。

据中国科学院微电子研究所刘新宇研究员介绍，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”。随着传统硅基功率器件性能逐渐逼近极限，以碳化硅为代表的第三代半导体材料凭借其高禁带宽度、高击穿场强和快速饱和电子速度等优势，能够满足空间电源系统对高能效、小型化和轻量化的需求，对新一代航天技术的发展具有重要战略意义。

2024年11月15日，由中国科学院微电子研究所刘新宇、汤益丹团队与空间应用工程与技术中心刘彦民团队共同研制的碳化硅载荷系统搭乘天舟八号货运飞船飞向太空，开启了为期一个多月的空间站轨道科学试验之旅。此次任务的主要目标是对国产自研高压抗辐射碳化硅功率器件进行空间验证，并在航天电源中进行应用验证，同时开展综合辐射效应等科学研究，逐步提升我国航天数字电源功率，支撑未来单电源模块达到千瓦级。

经过一个多月的在轨加电试验，碳化硅载荷测试数据正常，成功完成了高压400V碳化硅功率器件的在轨试验与应用验证，在电源系统中的静态和动态参数均符合预期。业内专家认为，这次成功的空间验证标志着在以“克”为计量单位的空间载荷需求下，碳化硅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，中国自主研制并成功通过空间验证的首款国产高压抗辐射碳化硅功率器件，将为未来的航天任务提供可靠的技术支持。这一成果不仅推动了我国航天事业的发展，也为其他领域的技术创新提供了新的思路。