英國初創公司SpaceForge即將向太空發射一顆令人期待的衛星。與其它衛星不同的是，這顆衛星將在太空中制造一種全新的半導體材料，該材料可以被用于地球上的電子設備。


1、太空制造半導體有什么優勢呢？

在太空中制造半導體材料具有許多獨特的優勢。首先，太空的真空和微重力條件可以更有效地促進材料的發展。由于半導體的生長過程是一個復雜而緩慢的過程，其開始于原子級別。然而，重力對這個過程有著深遠的影響，它實際上改變了原子之間的鍵。然而，在太空中，由于幾乎沒有重力，這個障礙可以被克服，從而使全新的半導體材料得到更好的發展。

其次，太空提供了一個完美的真空環境，這對保護敏感材料免受污染至關重要。在地球上，我們需要復雜且耗電的工業設備來制造這種真空環境。然而，在太空中，這種真空條件可以輕松地得到滿足。因此，太空為幾乎任何材料的制造提供了更好的基礎。

目前全球半導體產業市場規模超過5000億美元，預計到2030年規模將翻一番。

Space Forge在一份電子郵件聲明中表示：“這一增長預計需要對高端先進晶圓制造材料、設備和服務進行投資。”。“太空制造提供了獨特的優勢，如微重力和真空條件，可以創造出與地球上制造的半導體相比性能優越、缺陷減少的半導體。”

雖然在太空可以制造出更純凈和更高效的半導體，但是衛星來回往返的成本也是極為高昂的。不過，Western解釋稱：“一旦我們在太空中制造出這些晶體，我們就可以把它們帶回地面，我們可以有效地在地球上復制這種生長過程。因此，我們不需要無數次地前往太空，就能與我們的合作伙伴和地面客戶建立起相當不錯的運營規模。”

資料顯示，Space Forge成立于2018年，擁有全球唯一的專用可重復發射超級材料制造衛星ForgeStar系列，具有軟著落和高精度著陸能力。與競爭對手使用的傳統燒蝕膠囊相比，這項專利技術對有效載荷返回的保護能力更強。ForgeStar是一種小型飛行器，可在軌道上部署長達六個月，最初將專注于半導體、合金和生物材料的生產。為美國客戶提供的 ForgeStar衛星和有效載荷都將在美國的新工廠生產。


2、美國NASA與中國科學院均早已開始布局

需要指出的是，Space Forge與美國航空航天巨頭諾斯羅普·格魯曼的這個合作項目，并不是第一個計劃太空制造半導體材料的項目。此前，由美國“芯片法案”和美國宇航局NASA的 In Space Production Applications資助的一個研究項目也在研究在太空制造半導體。

據介紹，該項目的首席研究員是NASA高級材料工程師CurtisHill，他領導團隊利用太空失重環境下簡化了半導體制造過程中的蝕刻步驟。

該項目研究人員表示，在地球環境下，由于要補償來自重力的壓力，半導體芯片薄膜材料層通常比較厚，因此需要進行蝕刻；而在太空失重環境下，可以在太空中使用更薄的薄膜層，從而在制造過程中形成足夠深的溝槽，從而可以繞過蝕刻步驟。

中國在太空制造技術領域有所布局，早在2017年即成立了太空制造技術重點實驗室。未來的太空探索和利用，或將因太空制造技術的發展而有所進展。半導體芯片的制造需要在地球環境下進行蝕刻，以形成溝槽。但在太空失重環境下，半導體芯片制造可以使用更薄的薄膜層，制造出足夠深的溝槽，避免蝕刻步驟。中國在太空制造技術領域的發展，具有重要的意義。早在2017年，中國科學院成立了太空制造技術重點實驗室，并在中國科學院空間應用工程與技術中心進行相關研究。太空制造技術的進步，將為未來的太空探索和利用提供更多可能性。

總之，半導體芯片的制造在地球環境下需要進行蝕刻，而在太空失重環境下則可以使用更薄的薄膜層，避免蝕刻步驟。中國在太空制造技術領域的發展，具有重要的意義，太空制造技術的進步，有望為未來的太空探索和利用提供更多的可能性。你認為，太空制造技術的發展將會給人類帶來哪些變革？