頂點光電子商城2025年2月6日消息：我國在太空成功驗證了第三代半導體材料制造的功率器件，這一成就標志著我國在航天技術領域的又一重大突破。
隨著硅（Si）基功率器件的性能逐漸逼近其物理極限，尋找新型材料成為推動技術發展的關鍵。此時，以碳化硅（SiC）為代表的第三代半導體材料憑借其獨特優勢脫穎而出，成為新一代功率器件的理想選擇。碳化硅材料具有高能效、小型化、輕量化等顯著特點，完美契合了空間電源系統對于高性能、高效率以及輕量化的迫切需求。
中國科學院微電子研究所劉新宇、湯益丹團隊聯合空間應用工程與技術中心劉彥民團隊，共同研制了碳化硅（SiC）載荷系統。該載荷系統于2024年11月15日搭乘天舟八號貨運飛船飛向太空，開啟了空間站軌道科學試驗之旅。經過一個多月緊張而細致的在軌加電試驗，成功完成了高壓400V碳化硅（SiC）功率器件的在軌試驗與應用驗證。測試數據表明，該器件在電源系統中的靜態和動態參數均符合預期，表現穩定可靠。
該成果實現了首款國產高壓400V抗輻射SiC功率器件空間環境適應性驗證及其在電源系統中的在軌應用驗證。標志著在以“克”為計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選方案。對推動新一代航天技術發展具有深遠的戰略意義。有望牽引空間電源系統的升級換代，為未來我國在探月工程、載人登月以及深空探測等領域提供新一代高性能功率器件的有力支撐。
四、第三代半導體材料優勢
大的禁帶寬度使由第三代半導體材料制備而成的功率器件可以在高溫環境下工作，且能承受更高的電壓。高的熱導率使功率器件更容易將所產生的熱量傳導到外界，從而提高器件的熱穩定性。高的臨界擊穿電場使第三代半導體功率器件與常見的硅器件在同一等級的耐壓下，能夠擁有更小的比導通電阻。高的電子飽和漂移速度使器件可以應用于高頻、高速環境中。
SiC功率器件已在電源、逆變器、新能源汽車充電機、電機驅動系統、軌道交通和軍工等領域得到了較為成熟的應用。GaN功率器件在新能源汽車、半導體照明、新一代移動通信和消費電子等領域具有很大的應用前景。
綜上所述，我國在太空成功驗證第三代半導體材料制造的功率器件，不僅展示了我國在航天技術領域的創新能力，更為未來航天技術的發展注入了新的活力。
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