新華社上海2月2日電（記者張建松、張泉）以碳化硅（SiC）為代表的第三代半導(dǎo)體材料是我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的驅(qū)動(dòng)因素和重要保證。記者從中國科學(xué)院微電子研究所獲悉，我國在太空成功驗(yàn)證了首款國產(chǎn)碳化硅（SiC）功率器件，第三代半導(dǎo)體材料有望牽引我國航天電源升級(jí)換代。
據(jù)中國科學(xué)院微電子研究所劉新宇研究員介紹，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)、應(yīng)用最為廣泛的器件之一。
隨著硅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，以其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)可滿足空間電源系統(tǒng)高能效、小型化、輕量化需求，對(duì)新一代航天技術(shù)發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義。
2024年11月15日，中國科學(xué)院微電子研究所劉新宇、湯益丹團(tuán)隊(duì)和中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心劉彥民團(tuán)隊(duì)共同研制的碳化硅（SiC）載荷系統(tǒng)，搭乘天舟八號(hào)貨運(yùn)飛船飛向太空，開啟了空間站軌道科學(xué)試驗(yàn)之旅。
“本次搭載主要任務(wù)是對(duì)國產(chǎn)自研、高壓抗輻射的碳化硅（SiC）功率器件進(jìn)行空間驗(yàn)證，并在航天電源中進(jìn)行應(yīng)用驗(yàn)證，同時(shí)進(jìn)行綜合輻射效應(yīng)等科學(xué)研究，逐步提升我國航天數(shù)字電源功率，支撐未來單電源模塊達(dá)到千瓦級(jí)。”劉新宇說。
通過一個(gè)多月的在軌加電試驗(yàn)，碳化硅（SiC）載荷測(cè)試數(shù)據(jù)正常，成功進(jìn)行了高壓400V碳化硅（SiC）功率器件在軌試驗(yàn)與應(yīng)用驗(yàn)證，在電源系統(tǒng)中靜態(tài)、動(dòng)態(tài)參數(shù)均符合預(yù)期。
業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，我國在太空成功驗(yàn)證第三代半導(dǎo)體材料制造的功率器件，標(biāo)志著在以“克”為計(jì)量的空間載荷需求下，碳化硅（SiC）功率器件有望牽引空間電源系統(tǒng)的升級(jí)換代，為未來我國在探月工程、載人登月、深空探測(cè)等領(lǐng)域提供新一代功率器件。