中新網(wǎng)北京1月21日電 (記者 孫自法) 被譽(yù)為電力電子系統(tǒng)“心臟”的功率器件，是實(shí)現(xiàn)電能變換和控制的核心，也是國計(jì)民生領(lǐng)域最為基礎(chǔ)、應(yīng)用最為廣泛的元器件之一，其核心技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新發(fā)展備受關(guān)注。來自中國科學(xué)院微電子研究所的最新消息說，該所劉新宇、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。

劉新宇表示，合作團(tuán)隊(duì)共同開展的碳化硅載荷，已于2024年11月搭乘天舟八號貨運(yùn)飛船飛向太空，開啟了在中國空間站軌道的科學(xué)試驗(yàn)之旅。

中國科學(xué)院微電子研究所劉新宇研究員介紹首款國產(chǎn)高壓抗輻射碳化硅(SiC)功率器件研制相關(guān)情況。

通過1個多月的在軌加電試驗(yàn)，碳化硅載荷測試數(shù)據(jù)正常，高壓400伏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)、動態(tài)參數(shù)符合預(yù)期。在湯益丹看來，碳化硅載荷本次搭載第一階段任務(wù)目前已順利完成，成功實(shí)現(xiàn)首款國產(chǎn)高壓400伏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，這標(biāo)志著在以“克”為計(jì)量的空間載荷需求下，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，有望牽引空間電源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)升級換代。

劉新宇指出，中國自主研制成功首款國產(chǎn)高壓400伏抗輻射碳化硅功率器件，并通過空間驗(yàn)證并實(shí)現(xiàn)其在電源系統(tǒng)中的在軌應(yīng)用，這將為未來中國探月工程、載人登月、深空探測等領(lǐng)域提供可供選擇的新一代功率器件，為中國建設(shè)世界空間科學(xué)強(qiáng)國提供有力支撐。

他認(rèn)為，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，以禁帶寬度大、擊穿場強(qiáng)高、飽和電子速度快等獨(dú)特優(yōu)勢，可大幅提高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，功率—體積比提高近5倍，滿足空間電源系統(tǒng)高能效、小型化和輕量化需求，對新一代航天技術(shù)的發(fā)展有著重要戰(zhàn)略意義。因此，世界各國均將碳化硅作為下一代功率器件競爭的制高點(diǎn)，制定相應(yīng)計(jì)劃，大力發(fā)展。