2月2日，我國(guó)在太空成功驗(yàn)證了首款國(guó)產(chǎn)碳化硅（SiC）功率器件，標(biāo)志著我國(guó)在第三代半導(dǎo)體材料領(lǐng)域取得重要突破。這一成果由中國(guó)科學(xué)院微電子研究所劉新宇、湯益丹團(tuán)隊(duì)與中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心劉彥民團(tuán)隊(duì)聯(lián)合完成，相關(guān)載荷于2024年11月15日搭乘天舟八號(hào)貨運(yùn)飛船進(jìn)入太空，開啟了空間站軌道科學(xué)試驗(yàn)之旅。

▲天舟八號(hào)貨運(yùn)飛船。來源：央視新聞

碳化硅（SiC）作為第三代半導(dǎo)體材料的代表，具有禁帶寬度大、擊穿場(chǎng)強(qiáng)高、飽和電子速度快等優(yōu)勢(shì)，可大幅提高空間電源的傳輸功率和能源轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)滿足高能效、小型化和輕量化的需求。與傳統(tǒng)的硅基功率器件相比，碳化硅器件的功率-體積比提高了近5倍，能夠顯著降低發(fā)射成本或增加裝載容量。

此次太空驗(yàn)證的主要任務(wù)是對(duì)國(guó)產(chǎn)自研高壓抗輻射碳化硅功率器件（包括SiC二極管和SiC MOSFET器件）進(jìn)行空間環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試，并在航天電源系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用驗(yàn)證。經(jīng)過一個(gè)多月的在軌加電試驗(yàn)，測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，高壓400V碳化硅功率器件的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)參數(shù)均符合預(yù)期，成功完成了在軌試驗(yàn)與應(yīng)用驗(yàn)證。

業(yè)內(nèi)專家指出，這一突破標(biāo)志著我國(guó)在以“克”為計(jì)量的空間載荷需求下，碳化硅功率器件有望牽引空間電源系統(tǒng)的升級(jí)換代，為未來探月工程、載人登月、深空探測(cè)等領(lǐng)域提供新一代高效、可靠的功率器件。

此外，碳化硅材料的應(yīng)用潛力不僅限于航天領(lǐng)域，在高速列車、風(fēng)力發(fā)電、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域也展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。此次成功驗(yàn)證為我國(guó)第三代半導(dǎo)體材料的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用奠定了重要基礎(chǔ)，進(jìn)一步推動(dòng)了我國(guó)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。

這一成果不僅是我國(guó)航天科技的重要里程碑，也為全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入了新的動(dòng)力。

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