氮化镓进入太空领域

GaN Systems分享了由GaN功率半导体实现的最新空间应用和创新。

太空竞赛正在升温，理查德·布兰森（Richard Branson）的维珍银河公司和杰夫·贝索斯（Jeff Bezos）的蓝色起源公司最近启动了他们的首次太空飞行。在这些新太空公司成为头条新闻的同时，政府机构和大型传统航空航天公司等旧太空组织也在继续推动外太空的发展。

所有与太空相关的运输和仪器都需要高度可靠的(HiRel)电源解决方案，专门设计用于承受空间应用所需的恶劣环境。

美国宇航局（NASA）正在开发Europa Clipper探测器，这是一项行星际任务，对木星的卫星木卫二进行详细侦察，并调查它是否可以拥有适合生命生存的条件。对于这项任务，NASA的喷气推进实验室 (JPL) 将需要各种仪器来收集和测量航天器在轨道上的关键数据。

对于为这些活动提供动力的基本组件，NASA已从硅转向GaN技术，部分原因是GaN降低了每磅成本。GaN Systems的晶体管为NASA带来了令人瞩目的成果，并将用于Europa Clipper项目。“将大型物体送入轨道或者让飞行器飞行都非常昂贵，”NEPP项目经理Peter Majewicz说，“我们一直在寻找方法来降低比率，从而更有优势去减小尺寸或重量或增加功率，获得更多效益，而这正是 GaN所提供的。”

“新空间”公司也正在引入新的解决方案来探索荒野太空的边界。仅在2021年，维珍银河公司就发射了VSS Unity SpaceShip 2飞船，蓝色起源公司发射了New Shepard火箭飞船，而SpaceX正在发射Transporter-2。此外，像ISIS这样的公司已经为小型卫星、纳米卫星和立方体卫星开发了紧凑型动力系统。虽然这些公司和应用各不相同，但它们有一个共同点：它们都将GaN用于其关键功率元件。

Teledyne为航电、雷达、卫星通信和太空提供完整的GaN Systems解决方案组合。他们设计精良、耐辐射的解决方案可满足最恶劣环境下最苛刻的要求，使其成为小型通信卫星的理想选择。他们的客户必须满足严格的性能标准，而GaN晶体管可以做到这一切。

航天应用的电源必须满足严格的尺寸限制，同时还要应对恶劣的环境。虽然一些传统的硅基解决方案经过辐射增强，可以承受地球大气层以外的环境，但它们通常在元件和系统层面都比较昂贵，功率密度降低，并导致系统重量增加。GaN晶体管提供更快的电源开关频率，从而实现更高的功率密度、更高的效率以及更紧凑和更轻的电路。此外，GaN本身具有耐辐射性，这是GaN晶体管在高空和太空应用中的另一个关键属性。

GaN还显著降低了成本，使企业在使用更少材料的同时能够设计出提供高性能的产品。其结果是系统重量更轻，发射成本更低。例如，2000年的发射成本平均为每公斤18,500美元，而现在已降至每公斤约2,700美元。NASA的目标是每公斤200美元，而采用GaN可以帮助实现这一目标。

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