西工大自主研制的芯片“飛上天”

　近日，機(jī)電學(xué)院葉濤教授團(tuán)隊(duì)自主研制的高能量/功率密度光伏供電芯片系統(tǒng)與光學(xué)圖像載荷搭載星跡源一號(hào)衛(wèi)星于中國(guó)酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心由力箭一號(hào)遙七運(yùn)載火箭成功實(shí)施空間部署。

　　星跡源一號(hào)作為多載荷多功能融合的新一代對(duì)地觀測(cè)平臺(tái)，搭載有新型光伏芯片供電系統(tǒng)、空間態(tài)勢(shì)感知及多光譜對(duì)地遙感觀測(cè)等載荷，可為電力、邊防、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、林業(yè)等領(lǐng)域提供遙感支持。截至目前，下行數(shù)據(jù)表明我校研制的載荷各模塊均正常運(yùn)行，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。

　　為解決現(xiàn)有航天器光伏供電系統(tǒng)集成度低、自重大、能量/功率密度低、智能化程度低等問(wèn)題，在能量平衡基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新采用長(zhǎng)壽命充放電循環(huán)調(diào)控、高效率源載雙特性匹配控制、能信同傳上下行配置、單片三維集成等技術(shù)，研制出高密度三維集成串聯(lián)空間光伏芯片供電系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅大幅降低了航天器能源系統(tǒng)自重，還突破了晶圓級(jí)亞微米立體互連電路快速成型制造、Boost電路輸出電壓精準(zhǔn)建模調(diào)控及光伏供電系統(tǒng)片上集成等難題，同步支持光學(xué)圖像載荷在軌正常運(yùn)行。用戶(hù)單位及第三方機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)認(rèn)定該系統(tǒng)的能量/功率密度、服役壽命、智能化等相關(guān)技術(shù)指標(biāo)國(guó)際領(lǐng)先。

　　此次空間在軌試驗(yàn)的順利實(shí)施標(biāo)志著我國(guó)空間光伏供電系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)取得了突破性進(jìn)展，成功驗(yàn)證的三維集成光伏芯片供電系統(tǒng)可有效支持新一代對(duì)地觀測(cè)航天器全周期在軌可靠運(yùn)行，為空間裝備的智能化、長(zhǎng)壽化、集群化發(fā)展開(kāi)辟了新路徑。

　　“空天微納系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”成立于2011年，是國(guó)內(nèi)較早開(kāi)展微機(jī)電系統(tǒng)研究的單位之一。實(shí)驗(yàn)室面向航空、航天、航海，致力于實(shí)現(xiàn)裝備的微型化、集成化、信息化。獲得國(guó)家重大科學(xué)儀器設(shè)備開(kāi)發(fā)專(zhuān)項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目等各類(lèi)項(xiàng)目190余項(xiàng)，獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)3項(xiàng)，國(guó)家教學(xué)成果一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，省部級(jí)一等獎(jiǎng)5項(xiàng)，二等獎(jiǎng)19項(xiàng)。2024年入選國(guó)家級(jí)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，為制造強(qiáng)國(guó)、航天強(qiáng)國(guó)建設(shè)作出新的貢獻(xiàn)。

　　葉濤教授表示：“研制過(guò)程中，苑偉政、馬炳和、常洪龍教授給予了悉心指導(dǎo)，博士生王振龍、王一帆、夏前伏、張芯瑞和我一起開(kāi)展相關(guān)工作，下一步團(tuán)隊(duì)將致力于光伏供電芯片技術(shù)在空間、物聯(lián)網(wǎng)、多維信息獲取等領(lǐng)域的應(yīng)用推廣，以解決相關(guān)裝備的長(zhǎng)期自主工作難題。”

　　葉濤，西北工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院教授/博士生導(dǎo)師，國(guó)家級(jí)青年人才，陜西省微/納米系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任。長(zhǎng)期從事能源微系統(tǒng)及大幅面柔性傳感陣列相關(guān)研究，部分研究成果已應(yīng)用于國(guó)家關(guān)鍵項(xiàng)目/裝備/型號(hào)；主持國(guó)家級(jí)項(xiàng)目/課題10余項(xiàng)；在Sci. Adv.，Nat. Comm.，JACS，Matter，EES，AM，Appl. Energy等能源和微納制造領(lǐng)域重要學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文70余篇，被引3200余次，H指數(shù)33；擔(dān)任中國(guó)微米納米技術(shù)學(xué)會(huì)特種微納器件與系統(tǒng)分會(huì)理事，國(guó)際SCI期刊Composites and Advanced Materials副主編，國(guó)際SCI期刊Fundamental Research和Journal of Materials Science & Technology青年編委。

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西北工業(yè)大學(xué)，國(guó)之重器

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