英国初创公司SpaceForge即将向太空发射一颗令人期待的卫星。与其它卫星不同的是，这颗卫星将在太空中制造一种全新的半导体材料，该材料可以被用于地球上的电子设备。


1、太空制造半导体有什么优势呢？

在太空中制造半导体材料具有许多独特的优势。首先，太空的真空和微重力条件可以更有效地促进材料的发展。由于半导体的生长过程是一个复杂而缓慢的过程，其开始于原子级别。然而，重力对这个过程有着深远的影响，它实际上改变了原子之间的键。然而，在太空中，由于几乎没有重力，这个障碍可以被克服，从而使全新的半导体材料得到更好的发展。

其次，太空提供了一个完美的真空环境，这对保护敏感材料免受污染至关重要。在地球上，我们需要复杂且耗电的工业设备来制造这种真空环境。然而，在太空中，这种真空条件可以轻松地得到满足。因此，太空为几乎任何材料的制造提供了更好的基础。

目前全球半导体产业市场规模超过5000亿美元，预计到2030年规模将翻一番。

Space Forge在一份电子邮件声明中表示：“这一增长预计需要对高端先进晶圆制造材料、设备和服务进行投资。”。“太空制造提供了独特的优势，如微重力和真空条件，可以创造出与地球上制造的半导体相比性能优越、缺陷减少的半导体。”

虽然在太空可以制造出更纯净和更高效的半导体，但是卫星来回往返的成本也是极为高昂的。不过，Western解释称：“一旦我们在太空中制造出这些晶体，我们就可以把它们带回地面，我们可以有效地在地球上复制这种生长过程。因此，我们不需要无数次地前往太空，就能与我们的合作伙伴和地面客户建立起相当不错的运营规模。”

资料显示，Space Forge成立于2018年，拥有全球唯一的专用可重复发射超级材料制造卫星ForgeStar系列，具有软着落和高精度着陆能力。与竞争对手使用的传统烧蚀胶囊相比，这项专利技术对有效载荷返回的保护能力更强。ForgeStar是一种小型飞行器，可在轨道上部署长达六个月，最初将专注于半导体、合金和生物材料的生产。为美国客户提供的 ForgeStar卫星和有效载荷都将在美国的新工厂生产。


2、美国NASA与中国科学院均早已开始布局

需要指出的是，Space Forge与美国航空航天巨头诺斯罗普·格鲁曼的这个合作项目，并不是第一个计划太空制造半导体材料的项目。此前，由美国“芯片法案”和美国宇航局NASA的 In Space Production Applications资助的一个研究项目也在研究在太空制造半导体。

据介绍，该项目的首席研究员是NASA高级材料工程师CurtisHill，他领导团队利用太空失重环境下简化了半导体制造过程中的蚀刻步骤。

该项目研究人员表示，在地球环境下，由于要补偿来自重力的压力，半导体芯片薄膜材料层通常比较厚，因此需要进行蚀刻；而在太空失重环境下，可以在太空中使用更薄的薄膜层，从而在制造过程中形成足够深的沟槽，从而可以绕过蚀刻步骤。

中国在太空制造技术领域有所布局，早在2017年即成立了太空制造技术重点实验室。未来的太空探索和利用，或将因太空制造技术的发展而有所进展。半导体芯片的制造需要在地球环境下进行蚀刻，以形成沟槽。但在太空失重环境下，半导体芯片制造可以使用更薄的薄膜层，制造出足够深的沟槽，避免蚀刻步骤。中国在太空制造技术领域的发展，具有重要的意义。早在2017年，中国科学院成立了太空制造技术重点实验室，并在中国科学院空间应用工程与技术中心进行相关研究。太空制造技术的进步，将为未来的太空探索和利用提供更多可能性。

总之，半导体芯片的制造在地球环境下需要进行蚀刻，而在太空失重环境下则可以使用更薄的薄膜层，避免蚀刻步骤。中国在太空制造技术领域的发展，具有重要的意义，太空制造技术的进步，有望为未来的太空探索和利用提供更多的可能性。你认为，太空制造技术的发展将会给人类带来哪些变革？