戍天九思：颠覆性创新！二维半导体芯片将变太空优势！

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　　据1月29日《科技日报》报道，复旦大学的周鹏、马顺利团队研发的“青鸟”原子层半导体抗辐射射频通信系统，不仅将卫星通信系统的理论在轨寿命延长到271年，也把能耗降低到传统方案的1/5，重量更是“瘦身”到原来的1/10，并有望将卫星使用年限由3年提升至20—30年。近期，“青鸟”系统依托“复旦一号”卫星平台进入太空，在国际上首次实现了二维电子器件与系统的“超长寿命”“超低功耗”在轨验证。北京时间1月29日凌晨，《自然》在线发表了该成果。

　　笔者发现，复旦大学周鹏团队在二维半导体研究上一直走在世界前列，2025年4月他们研发的“无极”芯片将二维半导体从实验室概念验证迈向实用化集成新阶段，这次又发现了二维半导体太空抗辐射优势，进一步拓展了二维半导体的新赛道！这将是我国又一个国运级、颠覆性创新！因为谁赢得太空优势，谁赢得大国博弈战略优势！

　　一、颠覆性创新：从“硬扛”到“穿透”的辐射免疫机制

　　一是传统抗辐射方案的局限。硅基芯片在太空使用，要么靠增加备份，如把原先的1个增加至10个，即使1个坏了，还有9个可继续工作。要么给半导体加一个金属保护壳，将宇宙射线粒子尽可能挡在外面。但这两种方案都会导致重量增加、功耗上升、体积变大，卫星寿命通常仅3-15年。

　　二是“青鸟”的颠覆性思路。不与辐射“硬扛”，而是利用原子层材料的本质特性——当半导体薄至单原子层时，高能粒子会像穿过透明玻璃般直接穿透，几乎不产生损伤积累。

　　三是团队形象表述。“他强由他强，清风拂山岗”，让辐射粒子“穿体而过”，从物理机制上实现辐射免疫。

　　二、性能飞跃：三大核心优势重塑太空电子学

　　一是超长寿命。理论在轨寿命达271年，是传统硅基系统的数十倍，有望将卫星使用年限从约3年提升至20年以上。

　　二是超低功耗。发射机-接收机链路功耗不足传统硅基射频系统的1/5，大幅降低星上能源需求，延长电池寿命。

　　三是极致轻量化。系统重量减至传统方案的1/10左右，助力卫星“瘦身”，降低发射成本并提升有效载荷比例。

　　四是附加优势。体积更小、可靠性更高，无需复杂屏蔽结构，简化卫星设计与制造流程

　　三、技术与应用：从实验室到太空的全链路突破

　　一是晶圆级流片。实现4英寸晶圆级二维材料与器件集成，为规模化生产奠定基础

　　二是完整通信链路。集成发射机、接收机、频率源、天线等组件，完成从信号产生、传输到接收的全链路太空验证

　　三是核心应用场景。目前有四大太空核心应用：①高轨卫星通信。大幅提升长期可靠性，降低维护与更换成本。

　　②深空探测。支持长达数十年的无人探测任务，减少对太阳能与电池的依赖。

　　③星际通信。为未来星际航行提供超长寿、低功耗的通信解决方案。

　　④卫星互联网。构建轻量化、高可靠星座，降低部署与运营成本 。

　　此外，二维半导体芯片还用于核电站抗辐射机器狗等专用设备。

　　四、里程碑意义：开辟全新研究领域

　　一是填补空白。实现全球首次原子层电子器件与系统的太空在轨验证，证明二维材料在太空极端环境中的可行性。

　　二是开辟新领域。创立“原子层半导体太空电子学”，为空间电子器件发展提供全新路径。

　　三是技术引领。为中国在太空电子学领域建立国际领先地位，助力空间技术跨越式发展。

　　四是产业影响。推动卫星制造、深空探测、通信等领域变革，加速构建高可靠、轻量化、低功耗的新一代太空电子系统。

　　五、未来展望：从验证到规模化应用

　　☆团队计划推进更大尺寸晶圆（如8英寸）的二维材料制备与集成技术。

　　☆拓展应用至太空算力、星载传感器等更多领域，打造完整的原子层半导体太空电子生态。

　　☆与航天企业合作，推动技术从实验室走向实际应用，加速中国卫星产业升级。

　　这是一次国运级颠覆性创新！在我国申请20.3万颗低轨星座、成立星际航行学院、向深空进军的关键时刻，复旦大学院发明了“青鸟”系统这一原子层半导体太空芯片，一揽子解决卫星芯片辐射、功耗、重量、寿命和成本等问题，必将大大提高我国卫星国际竞争力、为深空探测加速助力！