通过太空验证！中国首款高压抗辐射碳化硅功率器件研制成功

1月22日消息，据报道，中国科学院微电子研究所刘新宇、汤益丹团队和中国科学院空间应用工程与技术中心刘彦民团队等开展合作，共同研制出首款国产高压抗辐射碳化硅(SiC)功率器件及其电源系统，已成功通过太空第一阶段验证并实现其在电源系统中的在轨应用。

功率器件被誉为电力电子系统的“心脏”，是电能变换和控制的核心组件，广泛应用于国计民生的各个领域。其核心技术研发和创新发展一直备受业界的密切关注。

刘新宇透露，合作团队精心打造的碳化硅载荷，已于2024年11月搭载天舟八号货运飞船顺利升空，在中国空间站轨道上开启了科学试验的新篇章。

经过一个多月的在轨加电试验，碳化硅载荷的测试数据表现正常，高压400伏碳化硅功率器件的在轨试验与应用验证均圆满成功，其在电源系统中的静态和动态参数均符合预期目标。

此次碳化硅载荷搭载的第一阶段任务已顺利完成，成功验证了首款国产高压400伏抗辐射碳化硅功率器件在空间环境中的适应性，以及其在电源系统中的在轨应用能力。

这一成就意味着，在满足空间载荷以“克”为计量单位的严苛要求下，碳化硅功率器件将成为大幅提升空间电源效率的理想选择，有望引领空间电源系统实现更新换代。

刘新宇强调，中国自主研制成功的首款国产高压400伏抗辐射碳化硅功率器件，不仅通过了空间验证，并实现了在电源系统中的在轨应用，这将为未来中国的探月工程、载人登月、深空探测等领域提供新一代功率器件的备选方案，为中国建设世界空间科学强国提供坚实的支撑。

他进一步指出，随着硅基功率器件的性能逐渐逼近极限，以碳化硅为代表的第三代半导体材料，凭借其禁带宽度大、击穿场强高、饱和电子速度快等独特优势，能够大幅提升空间电源的传输功率和能源转换效率，简化散热设备，降低发射成本或增加装载容量。碳化硅功率器件的功率—体积比提高了近5倍，完美契合了空间电源系统对高能效、小型化和轻量化的迫切需求，对推动新一代航天技术的发展具有深远的战略意义。