近日，中國在太空成功驗證了首款國產碳化硅（SiC）功率器件，這一突破性進展標志著第三代半導體材料有望牽引中國航天電源系統升級換代，為中國航天事業以及相關制造業的轉型升級注入強大動力。

2024年11月15日，中國科學院微電子研究所劉新宇、湯益丹團隊聯合空間應用工程與技術中心劉彥民團隊研制的碳化硅載荷搭乘天舟八號貨運飛船進入太空，開啟了空間軌道科學試驗之旅。經過一個多月的在軌加電測試，高壓400V SiC功率器件（包括SiC二極管和SiC MOSFET器件）完成了在軌試驗與應用驗證，其靜態和動態參數均符合預期，運行正常，這一突破在2月2日得到了證實。

這不僅驗證了國產自研高壓抗輻射SiC功率器件的空間適應性及其在航天電源中的應用，還對SiC功率器件綜合輻射效應進行了深入研究。

碳化硅器件對航天電源升級換代的重要意義

碳化硅作為第三代半導體材料的代表，具有禁帶寬度大、擊穿場強高、飽和電子速度快等顯著特性。這些優勢使得空間電源的傳輸功率和能源轉換效率得以大幅提升，同時簡化散熱設備，降低發射成本或增加裝載容量，功率-體積比提高近5倍，完美契合了空間電源系統高能效、小型化和輕量化的需求。在太空極端環境下，傳統硅基器件易受宇宙射線影響而發生故障，而碳化硅器件憑借其出色的抗輻射性能，展現出更高的可靠性和穩定性。

此次太空驗證的成功，不僅為中國未來的探月工程、載人登月及深空探測等領域提供了新一代高性能功率器件的有力支撐，還為國產SiC/GaN器件進入車規級市場提供了實證支撐。

例如，比亞迪漢EV搭載的SiC模塊將綜合效率提升約5%，續航增加50公里以上，這與太空實驗中器件在極端條件下的低損耗特性具有技術同源性。此外，碳化硅器件在新能源汽車、風力發電、智能電網、高速列車等多個領域也展現出廣闊的應用前景，有望推動相關產業的升級換代。

從航天到民用的廣闊前景

中國在太空驗證的技術成果，為第三代半導體材料的地面應用提供了關鍵的技術背書和產業化信心。航天級封裝技術和抗輻射加固工藝等經驗，可為地面應用場景提供借鑒，推動地面應用中材料生長、器件設計和封裝技術的針對性優化。同時，太空驗證中獲得的器件失效模式數據，對完善地面可靠性測試標準具有重要參考價值，有助于構建自主可控的半導體產業鏈。

盡管取得了重大突破，但第三代半導體材料的產業化仍面臨一些挑戰。例如，SiC外延片成本較高，材料利用率有待提升。目前，國內企業如三安光電已建成月產3000片6英寸SiC晶圓的產線，中車時代電氣的車規級模塊良率突破98%，這些進展與航天技術的反哺效應息息相關。未來，隨著產業鏈上下游的協同創新，如晶盛機電研發的8英寸SiC晶體生長設備實現量產，有望進一步降低襯底成本，推動第三代半導體材料在更多領域的廣泛應用。

中國在太空成功驗證第三代半導體材料制造的功率器件，不僅是航天技術的重大突破，更是中國制造業轉型升級的重要里程碑。這一成果不僅為航天領域帶來了新的技術選擇，也為新能源、智能電網、高速列車等民用領域的發展提供了強大動力。隨著技術的不斷優化和產業化的推進，第三代半導體材料有望在中國制造業中發揮更大的作用，助力中國在全球半導體領域實現從跟跑進入并跑階段。

SEMI-e2025將充分利用華南地區市場優勢，打造寬禁帶及功率半導體主題專區，云集超100家優質第三代半導體展商，集中展示第三代半導體碳化硅SiC、氮化鎵GaN、石墨及碳材料、立方氮化硼（C-BN）；第四代半導體氧化鎵（Ga2O3）、金剛石、氮化鋁（AlN）；晶圓、襯底、封裝、測試、光電子器件(發光二極管LED、激光器LD、探測器、紫外)、電力電子器件(二極管、MOSFET、JFET、BJT、IGBT、GTO、ETO、SBD、HEMT等)、微波射頻器件(HEMT、MMIC)等，為半導體產業鏈的聯動協同注入新的活力。

往屆參與企業：

斯達半導體、捷捷微電、士蘭微電子、新潔能、三安光電、安世半導體、揚杰電子、天科合達、泰科天潤、奕斯偉硅片、上海超硅、中欣晶圓、中環領先、天岳先進、南砂晶圓、爍科晶體、天域半導體、同光股份、晶盛機電、GaNext、比亞迪半導體、方正微電子、優界科技、萬年芯、愛仕特、愛思強、科友半導體、黃河旋風、納設智能、乾晶半導體、晶鎵半導體、致能科技、先導集團......

*僅為部分企業，排名不分先后

此外，為推動產業技術創新，展會將同期舉辦“第6屆第三代半導體產業大會”和“第四代半氧化鎵峰會”，屆時論壇將圍繞第三代半導體和第四代半氧化鎵技術的創新應用、市場趨勢及產業鏈協同發展等議題展開深入交流，涵蓋從技術到市場、從理論到實踐等多方面信息，為企業挖掘新商業模式提供全新的思路。