随着生成式人工智能模型参数规模突破万亿级，地面数据中心正遭遇前所未有的能源与散热瓶颈。据行业预测，到2030年全球AI数据中心的电力需求将激增至68吉瓦，较当前水平增长160%。为突破物理限制，科技界将目光投向近地轨道，利用太空丰富的太阳能资源和冷黑背景辐射散热能力，构建新型算力基础设施已成为战略共识。
传统地面数据中心面临三重制约：电力供应方面，吉瓦级负荷接入需数年电网规划且受碳排放约束；散热系统方面，40兆瓦级数据中心年耗水量超百万吨，对缺水地区构成威胁；空间布局方面，超大规模设施需广阔土地且必须靠近网络节点。相比之下，晨昏轨道卫星可实现近24小时连续日照，太阳能转换效率达地面8倍，配合辐射散热可完全摆脱水资源依赖。
在太空算力基础设施建设中，电源系统升级成为关键突破口。当前卫星电源普遍采用28V/100V低压总线，但面对搭载数千颗高功耗GPU的AI卫星，传统架构暴露出致命缺陷：28V系统传输1兆瓦功率需承受3.57万安培电流，不仅需要极粗铜排增加发射质量，焦耳热损耗更会导致系统崩溃。行业正加速向300V-1000V高压直流架构转型，国际空间站160V发电系统和部分电推进卫星已验证中压方案的可行性。
碳化硅（SiC）功率器件凭借独特物理特性，成为高压太空电源系统的核心使能技术。相比硅基器件，4H-SiC材料具有3倍禁带宽度、10倍临界击穿场强和3倍热导率的优势，使1200V SiC MOSFET在导通电阻和芯片面积上显著优于同电压等级硅基IGBT。基本半导体等企业开发的工业级模块已实现175℃结温工作能力，配合氮化硅AMB陶瓷基板封装技术，在温度循环测试中展现出零分层的高可靠性。
针对太空辐射环境，工程界采取多重加固策略。实验数据显示，商用SiC MOSFET可耐受300krad(Si)总剂量辐射，但需通过电压降额使用来防范单粒子烧毁效应。基本半导体第三代平面栅工艺通过优化外延层设计，将SEB阈值电压提升至600V以上，配合青铜剑技术开发的磁隔离驱动方案，集成有源米勒钳位和快速去饱和检测功能，确保器件在宇宙射线冲击下的稳定运行。
在典型应用场景中，1000V光伏-计算直驱系统展现出技术优势。某验证卫星采用柔性薄膜太阳能阵列输出高压直流电，通过2300V耐压SiC模块构建MPPT控制器，在1000V母线工作时保留充足安全裕量。800V HVDC总线直接为服务器机架供电，配合氮化镓器件的负载点转换器，形成从光伏到AI芯片的全链路高效能量传输。Google Suncatcher和Starcloud等项目已开展类似架构的实测验证，重点解决卫星间能量传输和GPU动态负载波动等关键问题。
功率半导体行业正形成完整的技术生态链。倾佳电子等代理商力推的BASiC SiC模块产品线覆盖1200V/2200V耐压等级，电流规格从200A延伸至1500A，其低电感设计有效抑制高速开关电压尖峰。配套驱动方案采用脉冲变压器隔离技术，在辐射环境下保持长期稳定性，短路保护响应时间达微秒级，为太空不可维修场景提供关键保障。
