隨著生成式人工智能模型參數規模突破萬億級，地面數據中心正遭遇前所未有的能源與散熱瓶頸。據行業預測，到2030年全球AI數據中心的電力需求將激增至68吉瓦，較當前水平增長160%。為突破物理限制，科技界將目光投向近地軌道，利用太空豐富的太陽能資源和冷黑背景輻射散熱能力，構建新型算力基礎設施已成為戰略共識。
傳統地面數據中心面臨三重制約：電力供應方面，吉瓦級負荷接入需數年電網規劃且受碳排放約束；散熱系統方面，40兆瓦級數據中心年耗水量超百萬噸，對缺水地區構成威脅；空間布局方面，超大規模設施需廣闊土地且必須靠近網絡節點。相比之下，晨昏軌道衛星可實現近24小時連續日照，太陽能轉換效率達地面8倍，配合輻射散熱可完全擺脫水資源依賴。
在太空算力基礎設施建設中，電源系統升級成為關鍵突破口。當前衛星電源普遍采用28V/100V低壓總線，但面對搭載數千顆高功耗GPU的AI衛星，傳統架構暴露出致命缺陷：28V系統傳輸1兆瓦功率需承受3.57萬安培電流，不僅需要極粗銅排增加發射質量，焦耳熱損耗更會導致系統崩潰。行業正加速向300V-1000V高壓直流架構轉型，國際空間站160V發電系統和部分電推進衛星已驗證中壓方案的可行性。
碳化硅（SiC）功率器件憑借獨特物理特性，成為高壓太空電源系統的核心使能技術。相比硅基器件，4H-SiC材料具有3倍禁帶寬度、10倍臨界擊穿場強和3倍熱導率的優勢，使1200V SiC MOSFET在導通電阻和芯片面積上顯著優于同電壓等級硅基IGBT?；景雽w等企業開發的工業級模塊已實現175℃結溫工作能力，配合氮化硅AMB陶瓷基板封裝技術，在溫度循環測試中展現出零分層的高可靠性。
針對太空輻射環境，工程界采取多重加固策略。實驗數據顯示，商用SiC MOSFET可耐受300krad(Si)總劑量輻射，但需通過電壓降額使用來防范單粒子燒毀效應。基本半導體第三代平面柵工藝通過優化外延層設計，將SEB閾值電壓提升至600V以上，配合青銅劍技術開發的磁隔離驅動方案，集成有源米勒鉗位和快速去飽和檢測功能，確保器件在宇宙射線沖擊下的穩定運行。
在典型應用場景中，1000V光伏-計算直驅系統展現出技術優勢。某驗證衛星采用柔性薄膜太陽能陣列輸出高壓直流電，通過2300V耐壓SiC模塊構建MPPT控制器，在1000V母線工作時保留充足安全裕量。800V HVDC總線直接為服務器機架供電，配合氮化鎵器件的負載點轉換器，形成從光伏到AI芯片的全鏈路高效能量傳輸。Google Suncatcher和Starcloud等項目已開展類似架構的實測驗證，重點解決衛星間能量傳輸和GPU動態負載波動等關鍵問題。
功率半導體行業正形成完整的技術生態鏈。傾佳電子等代理商力推的BASiC SiC模塊產品線覆蓋1200V/2200V耐壓等級，電流規格從200A延伸至1500A，其低電感設計有效抑制高速開關電壓尖峰。配套驅動方案采用脈沖變壓器隔離技術，在輻射環境下保持長期穩定性，短路保護響應時間達微秒級，為太空不可維修場景提供關鍵保障。
