碳化矽在航空航太的應用

SiC作為第三代半導體材料的代表,其獨特的物理性能(如高抗穿透、高磁導率、耐高溫、抗輻射等)已在航空領域得到應用,其核心應用和技術發展如下:

1.核心區場景
航太動力系統組裝

高效率功率轉換:SiC效率元件(如圖2的MOSFET),電源系統整體效率-物理比高出近5倍,作者減輕了太空船的重量,完全滿足了「征服重量」的需求。

抗輻射:國產400V高品質SiC設備),工程結束時維持並建立真空環境,執行深空探測任務(如在月光過程中看到的人登上了月球)。

散熱簡化:散熱量高,散熱需求低,減少散熱設備,負載能力強。

基於發現的創新

雷電偵測能力:SiC基雷電偵測率是密度偵測(GaN)的5-8倍,耐高溫(200℃(行進中),可進行超長距離偵測(Jong-20 Leiden偵測距離1000公里,覆蓋整個哈希海峽)。

多目標追蹤:波包形成速度提升30%,可連續描畫20個以上目標,增強場情感知能力。

2.技術卓越特性
SiC在航空領域的表現表現如下:

性能指標 SiC設備 技術成果
成功率-體比 高 低 比例接近5倍10
工作溫度:耐高溫200℃,一般低溫150℃,高溫穩定性增強
抗輻射能力強(全天域) 適應深空環境能力弱
能量轉換效率>95% 80–90% 功耗降低,工作時間延長 3.未來挑戰
方向:

1000瓦電力源模型:支援太空船巨大成功率的需求(如在空中站能源系統)。

多領域融合:SiC防雷與安防機號安裝一體化,建構「上下」一體化系統

當前挑戰:

產晶率:目前產晶量為每平方公尺0.5片,長期穩定。

技術限制:探勘距離遠,下降幅度大,減少地球曲率控制,需求突破材料添加法瓶。

結論
航空領域燒結矽的核心是「數量、有效率、高可用性」:

航空航太動力源:深空探測設備裝置、下降發射器;

軍事雷電:強力飛機、超可觀測飛機、重型飛機;

國產化突破:中國第三代半領導體制的巔峰,具備發展與提升能力。
未來,我們將維持材料工程改進的需求,深化系統化,並增加軍事防禦需求。

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