图片来源:Helion

核聚变初创公司Helion宣布,已获得美国联邦政府1.75亿美元资金支持,用于提升核聚变发电装置所需先进电力半导体的研发和量产能力。公司表示,此举旨在减少电能转换环节的损耗,提升核聚变发电效率,并在美国本土建立先进电力半导体供应链。

据TechCrunch当地时间10月22日报道,这笔资金将主要用于加强核聚变装置所需高压脉冲半导体的研发和制造能力。相关资助将依据美国《CHIPS法》在三年内分批拨付,目标是扩大美国半导体产业的研发和制造基础。

对Helion而言,此次项目的核心在于降低电力损耗。报道称,现有相关系统在电能转换过程中约有5%至10%的电力损耗。Helion联合创始人兼CEO David Kirtley表示,如果能将这部分损耗减半,整个核聚变系统的输出有望显著提升;单个环节的损失看似有限,但在复杂系统中会被层层放大。

Helion正推进其首个发电站“Orion”项目,目标是在2028年前完工并实现向Microsoft供电。公司表示,此次获得的联邦资助将用于建设核聚变装置所需半导体模块的自动化生产、封装和测试能力。

不过,上述研发成果预计不会在Orion初期运行阶段立即体现。David Kirtley表示,联邦合同谈判仍可能持续数月。Helion希望借此在后续电站项目中进一步提高效率,并增强其在电力市场的竞争力。

在产能布局方面,Helion计划在美国华盛顿州新建生产线。公司称,该设施将成为美国首家生产某类特定半导体产品的工厂。这类产品除可用于核聚变外,也可应用于制造业、污水处理、医疗和国防等领域。

根据规划,Helion还将于华盛顿州投入逾1亿美元,用于半导体及先进封装研发;另有约8000万美元将与GlobalFoundries合作,投向佛蒙特州的先进半导体设备、设计及工艺开发。

与此同时,GlobalFoundries也另外获得逾8000万美元联邦资金支持,用于提升电力电子领域广泛使用的氮化镓(GaN)半导体生产能力。

除联邦资金外,Helion还披露近期获得5000万美元民间投资,但未透露投资方。加上这笔资金后,公司累计融资总额已超过32亿美元。Helion表示,按融资规模计算,公司在核聚变初创企业中位居第二。

电力半导体的效率与Helion的核聚变发电路线密切相关。传统发电路径通常是利用核聚变反应产生的热量制造蒸汽,再驱动汽轮机发电;而Helion正在开发的是一条直接回收聚变过程中释放能量并将其转化为电能的技术路线。

按照Helion的方案,公司将通过磁场对等离子体进行加速和压缩,并借助磁体、电容器等装置,将核聚变反应释放的能量直接转化为电能。在这一过程中,能够实现快速输电和高效能量回收的半导体技术被视为关键。

David Kirtley表示,现代半导体是为核聚变系统供电并高效回收电能的核心基础,降低电能转换环节的损耗,将直接带动整体系统效率提升。

Helion计划开发和生产的电力半导体并不局限于核聚变应用。公司表示,当前最主要的市场需求来自电动汽车,消费电子和国防领域也具备应用空间,但不同应用场景对功率规模和输出性能的要求并不相同。

美国商务部负责半导体投资与创新事务的Bill Wryenhofer表示,此次支持将有助于提升国防工业、电网以及先进能源生产等关键领域的电力转换和供电能力。

Helion表示,相较拓展国防市场,公司现阶段更优先关注美国本土能源供给和能源安全。此次投入不仅指向核聚变发电商业化,也意在提升发电装置效率,并推动关键半导体在美国本土建立生产基础。

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