記者22日從中國(guó)科學(xué)院微電子研究所獲悉，首款國(guó)產(chǎn)高壓抗輻射碳化硅(SiC)功率器件完成空間驗(yàn)證及在電源系統(tǒng)中的在軌應(yīng)用。與采用傳統(tǒng)硅基功率器件的空間電源模塊相比，采用該功率器件的空間電源模塊的效率從85%提高到95%，功率-體積比提高了5倍。

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，是最基礎(chǔ)、應(yīng)用最廣泛的器件之一。隨著硅基功率器件的性能逼近極限，以碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體材料，具有禁帶寬度大、擊穿場(chǎng)強(qiáng)高等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，可大幅提高電源系統(tǒng)功率和轉(zhuǎn)換效率。

“當(dāng)前，航天技術(shù)的快速發(fā)展對(duì)電源系統(tǒng)提出了高效能、輕量化的要求。而碳化硅功率器件正好滿足空間電源系統(tǒng)高能效、小型化和輕量化需求，對(duì)新一代航天技術(shù)的發(fā)展有著重要的戰(zhàn)略意義。”中國(guó)科學(xué)院微電子研究所研究員劉新宇說。

2024年11月15日，由中國(guó)科學(xué)院微電子研究所、中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心聯(lián)合研制的碳化硅載荷，搭乘天舟八號(hào)貨運(yùn)飛船飛向太空，開啟了空間站在軌科學(xué)試驗(yàn)之旅。

通過一個(gè)多月的在軌加電試驗(yàn)，碳化硅載荷測(cè)試數(shù)據(jù)正常，高壓400伏（V）碳化硅功率器件在軌試驗(yàn)與應(yīng)用驗(yàn)證順利完成，在電源系統(tǒng)中靜態(tài)、動(dòng)態(tài)參數(shù)符合預(yù)期。

“本次試驗(yàn)任務(wù)順利完成，成功實(shí)現(xiàn)首款國(guó)產(chǎn)高壓400V抗輻射碳化硅功率器件空間環(huán)境適應(yīng)性驗(yàn)證及其在電源系統(tǒng)中的在軌應(yīng)用驗(yàn)證，標(biāo)志著在以‘克’為計(jì)量單位的空間載荷需求下，碳化硅功率器件將成為大幅度提升空間電源效率的優(yōu)選方案。”劉新宇說，未來碳化硅功率器件將牽引空間電源系統(tǒng)的升級(jí)換代，為我國(guó)在探月工程、載人登月、深空探測(cè)等領(lǐng)域提供可供選擇的新一代功率器件，為我國(guó)建設(shè)世界空間科學(xué)強(qiáng)國(guó)提供有力支撐。