高性能GaN功率器件在商业航天的技术制造及应用

航天用GaN作为第三代半导体器件，较Si和GaAs材料拥有显著的性能和抗辐照优势，具有更大的输出功率密度并能在各种恶劣环境中稳定应用，从而提高功率电子系统的性能与可靠性；对比星用行波管产品，同等功率量级GaN放大器尺寸可缩小至原来的1/3，且制造工艺标准化，一致性好；同时GaN功率器件采用波形控制技术提高电路效率，减少电源供给，对绿色低碳的能源发展有不可替代的作用。当前研制成功了以北斗导航用GaN微波功率场效应晶体管为代表的系列星载宇航用GaN功率管产品，实现了北斗二号、三号组网卫星上大功率有效载荷的固态化并顺利在轨运行，实现了天地之间导航信号的传输、精度和稳定性。 GaN功率器件未来还将应用到覆盖全球的“星网”以及其他商业卫星通信系统。在通信方面，信号覆盖范围更大，地面无信号死角。在交通方面，宽带信号的嵌入使得未来无人自动驾驶技术成为可能，人们生活更加便捷。同时无人机与北斗卫星的联合应用，在侦查、办案等方面发挥巨大的作用。在当前5G以及未来6G WEB3.0元宇宙嵌入式开发中，能够提供宽带数据的硬件支持。