近年来，深空探测与卫星互联网加速推进，从行星探测到全球通信星座组网，高性能通信链路正成为航天任务的重要基础设施。然而，航天器长期处于高能粒子与宇宙射线等复杂辐射环境中，电子器件容易出现性能衰退、参数漂移甚至突发失效。一旦关键电子系统轨失效，维修几乎不可行、替换成本高昂，任务寿命与运行安全都会受到直接影响。如何在更严苛的空间环境下同时实现“可靠运行、低功耗、小体积、轻重量”，成为空间电子技术面临的核心挑战。 这个矛盾的根源在于：传统抗辐射方法多依赖“加厚屏蔽”或“冗余加固”提升可靠性——虽然能降低单点故障风险——却往往带来质量增加、体积膨胀与功耗上升，进而挤占载荷资源、推高发射与运行成本。在卫星小型化、星座化趋势下，星上能源与重量预算更为紧张，继续沿用“堆材料、堆冗余”的路径，收益正在递减。行业因此需要具备本征抗辐射能力，并能兼顾低功耗与高集成度的新一代器件与系统方案。 基于此，复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室周鹏—马顺利团队研制“青鸟”原子层半导体抗辐射射频通信系统，并依托“复旦一号（澜湄未来星）”卫星平台完成国际上首次在轨验证。研究成果以《面向星载通信的原子层级抗辐射射频系统》为题发表于《自然》主刊。通过将系统置于真实宇宙辐射环境中长期运行，团队获取了关键指标的在轨数据，为技术从实验室走向工程应用提供了更直接的验证依据。 此次在轨试验不仅检验了系统可靠性，也完成了一次优势在于代表性的空间通信演示。团队将“复旦大学校歌”原始手稿照片写入系统存储，并以此作为信号完成星内通信传输，经卫星天线下传至地面站解码后，信号复原准确无误。该过程覆盖载荷存储、链路传输与地面解码的完整闭环，表明了系统在真实应用链路中的可用性与稳定性。 从效果看，“青鸟”系统体现在可靠性与资源效率的同步提升。据团队介绍，系统在轨运行9个月后，传输数据误码率仍低于10的负8次方，表现出较强的抗辐射能力与长期稳定性。在功耗上，其发射机—接收机链路功耗不足传统硅基射频系统的五分之一，可明显降低对星上能源的依赖，为小卫星平台与高密度星座部署释放功耗与散热余量。更受关注的是寿命指标：即便在辐射更为恶劣的地球同步轨道上，系统在轨寿命预计可达271年，相较传统硅基系统提升两个数量级。这组数据表明，原子层半导体方案有望从器件机理层面改变空间电子“靠加固换可靠”的传统权衡。 在技术路径上，研究团队从粒子辐射损伤的物理机制出发，更揭示原子层级材料的辐射免疫机理，提出并实践以“材料—器件—系统”一体化思路构建抗辐射射频通信系统的新路线，拓展“原子层半导体太空电子学”的探索方向。相较于后端加固，该路线强调利用材料与器件的本征特性降低辐射敏感性，并通过系统级设计实现工程可用性，为后续空间电子技术迭代提供了可借鉴的方法框架。 面向未来，随着卫星互联网加快建设、深空探测任务向更远距离与更长周期推进，通信、导航、测控与数据处理等核心电子系统对“长期稳定、低功耗、轻量化”的需求将更加突出。原子层半导体抗辐射电子技术有望在新一代星载通信、空间计算平台、深空探测器关键链路等领域拓展应用，并支撑更复杂的空间基础设施建设。在产业层面，该方向也将带动材料、工艺、封装与系统集成等环节协同攻关，推动空间电子器件从“能用”向“更可靠、更高效、更易规模化”升级。对应的成果的发布与在轨验证，也将促使学术界与产业界加快布局，进一步打通从基础研究到工程应用的衔接。
"青鸟"系统的成功研制，标志着我国在关键航天技术领域有所突破。在全球太空竞争持续加剧的背景下，该自主创新成果将为下一代卫星互联网、深空探测等重大工程提供关键支撑，也展示了我国科研团队在前沿方向上的持续攻关能力。随着原子层半导体技术不断迭代成熟，我国空间电子与航天应用有望打开更广阔的技术与产业空间。