1月22日消息，據(jù)報道，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)等開展合作，共同研制出首款國產(chǎn)高壓抗輻射碳化硅(SiC)功率器件及其電源系統(tǒng)，已成功通過太空第一階段驗(yàn)證并實(shí)現(xiàn)其在電源系統(tǒng)中的在軌應(yīng)用。
功率器件被譽(yù)為電力電子系統(tǒng)的“心臟”，是電能變換和控制的核心組件，廣泛應(yīng)用于國計(jì)民生的各個領(lǐng)域。其核心技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新發(fā)展一直備受業(yè)界的密切關(guān)注。
劉新宇透露，合作團(tuán)隊(duì)精心打造的碳化硅載荷，已于2024年11月搭載天舟八號貨運(yùn)飛船順利升空，在中國空間站軌道上開啟了科學(xué)試驗(yàn)的新篇章。
經(jīng)過一個多月的在軌加電試驗(yàn)，碳化硅載荷的測試數(shù)據(jù)表現(xiàn)正常，高壓400伏碳化硅功率器件的在軌試驗(yàn)與應(yīng)用驗(yàn)證均圓滿成功，其在電源系統(tǒng)中的靜態(tài)和動態(tài)參數(shù)均符合預(yù)期目標(biāo)。
此次碳化硅載荷搭載的第一階段任務(wù)已順利完成，成功驗(yàn)證了首款國產(chǎn)高壓400伏抗輻射碳化硅功率器件在空間環(huán)境中的適應(yīng)性，以及其在電源系統(tǒng)中的在軌應(yīng)用能力。
這一成就意味著，在滿足空間載荷以“克”為計(jì)量單位的嚴(yán)苛要求下，碳化硅功率器件將成為大幅提升空間電源效率的理想選擇，有望引領(lǐng)空間電源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更新?lián)Q代。
劉新宇強(qiáng)調(diào)，中國自主研制成功的首款國產(chǎn)高壓400伏抗輻射碳化硅功率器件，不僅通過了空間驗(yàn)證，并實(shí)現(xiàn)了在電源系統(tǒng)中的在軌應(yīng)用，這將為未來中國的探月工程、載人登月、深空探測等領(lǐng)域提供新一代功率器件的備選方案，為中國建設(shè)世界空間科學(xué)強(qiáng)國提供堅(jiān)實(shí)的支撐。
他進(jìn)一步指出，隨著硅基功率器件的性能逐漸逼近極限，以碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體材料，憑借其禁帶寬度大、擊穿場強(qiáng)高、飽和電子速度快等獨(dú)特優(yōu)勢，能夠大幅提升空間電源的傳輸功率和能源轉(zhuǎn)換效率，簡化散熱設(shè)備，降低發(fā)射成本或增加裝載容量。碳化硅功率器件的功率—體積比提高了近5倍，完美契合了空間電源系統(tǒng)對高能效、小型化和輕量化的迫切需求，對推動新一代航天技術(shù)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。
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