芯片革命一夜引爆！1月29日凌晨0点，全球科学界被中国“偷袭”！ 1月29日0点，复旦大学两支团队同时登上国际顶级期刊《自然》——不是一篇，是两篇！硬核科技刷屏全球。 最受关注的就是“青鸟”原子层半导体通信系统，这可是全球首个能抗辐射、还超低功耗的太空通信设备。简单说，以前咱们的卫星在太空里，最怕的就是宇宙射线。 2026年1月29日凌晨，复旦大学两支团队同时在国际顶级期刊《自然》发表论文。这一成果中，最引人注目的是“青鸟”原子层半导体通信系统。这是全球首个能抗辐射、还超低功耗的太空通信设备。这一突破让卫星通信技术进入了一个新纪元。 太空环境对电子设备来说十分恶劣。卫星在太空中运行，时刻受到宇宙射线的威胁。宇宙射线包含高能粒子和辐射，会对卫星上的半导体器件造成损伤，导致通信系统性能下降甚至失效。 传统的抗辐射方案，要么增加屏蔽层，要么采用冗余加固电路。这些方法虽然能提升可靠性，但会让设备体积增大、重量上升、功耗攀升，与未来航天系统“轻量化、智能化、低成本”的发展趋势背道而驰。 “青鸟”系统的研发团队来自复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室。他们另辟蹊径，从材料本质特性出发，提出了颠覆性解决方案。 团队发现，当半导体材料厚度缩减至单原子层级时，高能粒子会像穿过透明玻璃般直接穿透，几乎不会造成累积损伤。基于这一原理，团队采用二硫化钼这种二维材料，设计出全球首个原子层半导体抗辐射射频通信系统——“青鸟”系统。 “青鸟”系统的核心功能层仅为单原子或少数原子厚度，厚度仅0.68纳米。这一厚度相当于一根头发丝直径的十万分之一。相比之下，传统硅基半导体材料的厚度往往在几百微米，一些薄层硅至少也有几十纳米。这种超薄的物理特性，让“青鸟”系统具备了天然的抗辐射优势。 为了验证“青鸟”系统的性能，团队进行了大量实验。他们对原子层半导体材料及器件进行了地面模拟辐照实验，采用的辐射剂量达到10兆拉德，这也是国内目前能达到的最高剂量水平之一。实验结果显示，器件性能依然保持稳定。 2024年9月24日，搭载“青鸟”系统的“复旦一号”卫星在山东成功发射，进入距地球517公里的低地球轨道。 为了验证系统性能，团队将复旦大学校歌原始手稿存入存储器，完成了以校歌为信号的太空通信传输测试。经过卫星天线发射和地面站解码，信号复原准确率达到100%。经过9个月在轨运行，系统数据传输误码率始终低于10??，充分证明了其优异的抗辐射性能和稳定性。 实验数据显示，即使在辐射强度更高的地球同步轨道，“青鸟”系统的理论在轨寿命可达271年，是传统硅基系统的100倍，而功耗却降低至五分之一以下。这种超长寿命和超低功耗的特性，使其成为深空探测、高轨卫星和星际通信等任务的理想选择。 “青鸟”系统的研发成功，背后是团队长达四五年的技术攻关。面对原子层半导体领域缺乏成熟设计工具的困境，研究人员不仅需要解决材料生长和晶体管制造等工艺难题，还自主开发了专用半导体设计工具。从基础材料研究到太空验证，该团队成为国内首个实现全栈技术自主创新的科研力量。 “青鸟”系统的工艺设计与现有产能完全兼容，可以直接投产，因此量产并非难事，且后续成本还能进一步降低。除了太空领域，在地面的高辐射环境中，原子层半导体技术也大有用武之地。例如，核工业是高辐射场景，人们希望用机器人来承担相关工作，原子层半导体就能够助其胜任。 “青鸟”系统的成功，开辟了“原子层半导体太空电子学”的创新领域，标志着人类向构建高可靠、轻量化太空电子系统迈出关键一步。这一突破不仅填补了二维电子器件空间在轨验证的空白，更为未来太空探索提供了新的技术路径。 国际权威期刊《自然》评价称，这项研究填补了二维电子器件空间在轨验证的空白，为构建高可靠、轻量化的太空电子系统开辟了新路径。二维材料独特的抗辐射特性，使其有望从实验室走向航天工程应用，加速推动新一代太空电子技术的发展。 随着“青鸟”系统的成功，复旦大学的科研团队并没有停下探索的脚步。他们正在探索将该技术应用于核聚变探测领域，原子层半导体的抗辐射能力可能使其成为监测核反应堆核心区的理想“电子眼”。 可以预见，“青鸟”系统的应用将推动我国在新一代空间信息基础设施中赢得先机，为我国航天强国建设与商业航天发展注入新的动力。未来，我们有理由期待更多类似的科技创新成果，为人类探索宇宙的征程提供更多的支持和保障。
