聚变初创公司 Helion 周四宣布，该公司已获得 1.75 亿美元的联邦资金，用于研究、开发和制造用于其聚变发电厂的先进半导体和电力电子设备。
目前，这些设备会损失大约 5% 到 10% 的流经电力。虽然这些损失看起来很小，但它们可能会在像 Helion 这样的复杂系统中加剧。
Helion 联合创始人兼首席执行官 David Kirtley 向 TechCrunch 表示：“如果我们能够将损失减少一半，这实际上是聚变系统功率输出的两倍。”
Helion 一直在竞相完成其第一座发电厂 Orion，以便在 2028 年的最后期限内为微软提供电网电力。该奖项的资金将帮助 Helion 建立自动化半导体模块、封装和测试能力，以供应目前正在建设的融合机。
这条新生产线将建在华盛顿州，将是美国第一条生产半导体的生产线，这种半导体不仅用于聚变发电，还用于制造、废水处理、医药和国防。
“目前还没有美国制造商这样做，”科特利说。 “这绝对能让美国的先进高压脉冲半导体从零上升到 100。”
新资金
这项为期三年的奖项是由商务部根据《CHIPS 法案》颁发的，该法案是拜登时代的一项法律，旨在促进美国的半导体模块研究、开发和制造。除了联邦资金外，Helion 还宣布了一项新的 5000 万美元私人投资，但没有透露投资者的身份。 Helion 总共筹集了超过 32 亿美元，成为融资第二多的聚变初创公司。
Kirtley 告诉 TechCrunch，超过 1 亿美元将用于华盛顿州的半导体和先进封装研发，而约 8000 万美元将支持佛蒙特州与 GlobalFoundries 进行先进半导体工具、设计和工艺开发的研发工作。另外，GlobalFoundries 已从联邦政府获得超过 8000 万美元，用于推进氮化镓半导体的制造，这种半导体广泛用于电力电子领域。
柯特利承认，该奖项资助的研发工作不会在发射时及时进入猎户座——联邦合同可能需要数月时间进行谈判——但他表示，这些研发承诺将帮助提高后续 Helion 发电厂的效率，这将提高它们在竞争激烈的电力市场中的竞争力。
效率就是一切
半导体效率是 Helion 聚变方法的关键，该方法直接从聚变反应中获取电力，而不是使用它们来加热蒸汽以旋转涡轮机。
该初创公司正在开发一种称为场反转配置的反应堆。聚变燃料被注入沙漏状室的两端，在那里被加热形成等离子体。然后利用磁场使等离子体相互加速。当它们碰撞时，另一个磁场会进一步压缩球，使温度升高到超过 1 亿摄氏度。
在这些温度和压力下，聚变燃料中的原子开始聚变，在此过程中释放能量并将等离子体向外推动。这种力推动磁场，能量被磁铁和电容器捕获并转化为电能——想想混合动力汽车或电动汽车如何通过使用电动机来减慢车辆速度来为电池充电。
Helion 表示，这种被称为直接能量转换的方法将帮助未来的反应堆产生比运行所需更多的电力，这是任何聚变发电厂要想实现商业可行性都必须达到的里程碑。高效电力电子设备是该过程的关键部分。
科特利说：“我们技术的一个使能部分使我们能够进行这种直接电力回收——将电力以非常高的效率进行聚变，并高速回收电力——是现代半导体。” “我们将把它提升到一个新的水平，提高效率。”
动汽车是当今最广泛的用途。消费电子产品也可能受益，尽管其尺寸和功率需求低于 Helion。
国防工业可能是另一个受益者。随着无人机涌入战场并压倒现有的防空武器，能源武器引起了新的兴趣。美国商务部半导体投资和创新负责人比尔·弗劳恩霍夫 (Bill Frauenhofer) 在一份新闻稿中承认，该奖项将有助于“为国防、电网传输和先进能源发电等关键应用转换和输送电力”。
科特利表示，尽管有国防合同的潜力，Helion 仍然专注于为电网供电。 “国内能源供应、通过能源主导地位实现的国家安全和能源安全——这是我们的主要关注点，”他说。