我国在太空成功验证了首款国产碳化硅(SiC)功率器件,碳化硅作为第三代半导体材料对我国航天电源升级换代有着重要意义。文中介绍了功率器件的重要性,还提及了碳化硅独特优势可满足航天需求,讲述了此次碳化硅(SiC)载荷系统的太空之旅,包括搭载任务等,以及在轨试验结果正常,最后指出这一成果标志着碳化硅功率器件有望牵引空间电源系统升级换代,为我国航天相关领域提供新一代功率器件。
第三代半导体材料以碳化硅(SiC)为典型代表,这是我国制造业转型升级的关键驱动因素与重要保障。根据中国科学院微电子研究所传来的消息,我国在太空环境中成功对首款国产碳化硅(SiC)功率器件进行了验证,这一成果使得第三代半导体材料有希望带动我国航天电源迈向升级换代的新阶段。
中国科学院微电子研究所的刘新宇研究员表示,功率器件在电能变换和控制过程中处于核心地位,就如同“电力电子系统的心脏”一般,是最为基础且应用极为广泛的器件类型之一。
随着硅基功率器件的性能逐渐趋近极限,碳化硅(SiC)这种作为第三代半导体材料的代表,凭借其自身独特的优势,能够满足空间电源系统在高能效、小型化、轻量化方面的需求,这对于新一代航天技术的发展有着不可忽视的战略意义。
在2024年11月15日这个时间节点,由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携手研制的碳化硅(SiC)载荷系统,搭乘天舟八号货运飞船朝着太空进发,从而开启了在空间站轨道上的科学试验征程。
刘新宇介绍道:“此次搭载的主要任务在于对我国自主研发、具备高压抗辐射特性的碳化硅(SiC)功率器件进行空间验证,并且在航天电源中开展应用验证,同时还要进行诸如综合辐射效应等相关的科学研究,逐步提高我国航天数字电源的功率,为将来单个电源模块达到千瓦级提供支撑。”
经过一个多月的在轨加电试验,碳化硅(SiC)载荷测试数据一切正常,成功完成了高压400V碳化硅(SiC)功率器件的在轨试验与应用验证,在电源系统中的静态、动态参数都与预期相符。
业内的专家们认为,我国在太空成功验证由第三代半导体材料制造的功率器件,这一成果意味着在以“克”为计量的空间载荷需求之下,碳化硅(SiC)功率器件有希望引领空间电源系统的升级换代,从而为我国未来在探月工程、载人登月、深空探测等众多领域提供新一代的功率器件。
文章围绕我国在太空成功验证国产碳化硅功率器件展开,先阐述了碳化硅作为第三代半导体材料的重要性以及功率器件的核心地位,接着讲述了其对航天电源系统的意义,然后详细介绍了碳化硅载荷系统的太空之旅和搭载任务,通过在轨试验结果正常这一事实,得出碳化硅功率器件有望牵引航天电源系统升级换代并服务于我国航天多领域的结论。
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