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太空高温炉成功制芯:失重环境助力半导体纯度飙升4000倍

时间:2026-01-01 17:28:31来源:互联网编辑:快讯

英国Space Forge团队近日在太空制造领域取得突破性进展——其研发的微波炉尺寸高温炉成功在轨道环境中启动,并稳定达到1000摄氏度高温。这一实验成果标志着人类向太空制造半导体迈出了关键一步,为解决地球半导体产业的高能耗、高污染问题提供了全新思路。

该团队高管维罗妮卡·维拉在接受采访时强调:"这次实验验证了太空环境对半导体制造的独特优势,这是我们构建太空工业体系的核心要素之一。"实验数据显示,太空微重力环境使半导体原子排列达到接近理论完美的状态,晶格缺陷率较地球制造降低90%以上。同时,真空环境彻底消除了大气污染物对晶圆的侵蚀,为生产超纯度半导体创造了理想条件。

首席执行官乔什·韦斯特恩透露,初步实验样品显示,太空制造半导体的纯度指标可达地球同类产品的4000倍。这种性能跃升源于太空环境特有的物理条件:失重状态使材料分子运动轨迹更可控,而宇宙真空环境则避免了任何形式的杂质掺入。目前团队已验证了从原料熔炼到晶体生长的全流程可行性。

高纯度半导体的应用前景正在引发产业界关注。实验数据显示,这类材料可使5G基站信号传输效率提升3倍,电动汽车充电模块体积缩小40%,航空器核心电路的抗辐射能力增强15倍。Space Forge公布的路线图显示,其首批太空制造半导体将于2027年投入商用,首批目标客户包括通信设备制造商和新能源汽车企业。

这项技术突破背后是漫长的研发历程。该团队首颗实验卫星于2025年6月搭载SpaceX运载火箭升空,在轨调试历时数月才完成高温炉激活。为应对太空极端环境,设备采用了多层隔热结构和自主温控系统,能在-120℃至1200℃范围内稳定工作。目前实验装置每次运行可生产直径2厘米的半导体晶圆,团队正在研发扩大生产规模的模块化设备。

尽管前景广阔,太空制造仍面临多重挑战。返回舱重返大气层时的高温烧蚀问题尚未完全解决,现有方案需牺牲30%的成品率来确保安全回收。火箭发射带来的碳排放问题引发环保争议——单次发射产生的二氧化碳相当于200辆汽车全年排放量。对此,Space Forge正在研发可重复使用返回舱和太阳能电力推进系统,力求将环境影响降低80%。

该团队公布的长期规划显示,其目标是在2035年前建成年产1万颗芯片的太空工厂。这座设想中的"轨道晶圆厂"将采用模块化设计,由多个自动化舱段组成,配备机械臂进行在轨组装。目前团队已与欧洲航天局达成合作协议,共同研发太空材料回收技术,力求构建闭环生产体系。

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