不只有芯片原材料,光量子芯片获重大突破,国产芯有望弯道超车

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国产光刻材料取得突破,传统芯片或将被替代,国内企业却还纷纷扩充产能,中国芯片或将实现弯道超车。

长期以来国内用于生产芯片的光刻胶被外企垄断,而在光刻胶实现自研之后,还有一项成就被国内科研人员突破,它就是光量子芯片 ,比起传统芯片,它究竟有什么神奇之处呢?

众所周知,研发芯片所需的材料是光刻胶,眼下国际上的高端光刻胶产品一直被日本企业所垄断, 国内所用的光刻胶有九成需要进口 。面对被垄断的压力,国内光刻胶企业开始了自主研发的计划。

近日国内企业南大光电表示, 如今已经建成了一条可以生产25吨光刻胶的生产线 ,其中的大部分生产设备都是国内企业提供的,不存在被垄断打压的风险。

而另一家光刻胶企业 晶瑞股份则承诺在2025年之前,将会投入4亿人民币用于 科技 研究。2020年累计投入了3384万元 ,截止到年底, 晶瑞股份的专利项目已经达到了72个 。

除了光刻胶行业的飞速发展,半导体领域又传来了一个好消息, 中国科大实现了对绝缘体芯片中的量子干涉,对于光量子芯片的研发具有重要意义。

要知道这可是人类 历史 上首次实现光量子信息的干涉,消息一经传出,立刻引起了国内外的轰动, 美国科研人员认为,光量子芯片是未来接替硅基芯片的主力材料 。

国内研发的光量子芯片在硅基芯片的基础上,利用光学和量子计算等知识进行整合,令芯片的精准度更高,使用稳定性更好,且信息留存度强,能够在恶劣环境下保持正常使用。

最主要的是, 这类芯片的生产研发完全不需要高端光刻机的参与 ,众所周知,国内芯片工艺水平一直受到高端光刻机的束缚,迟迟无法取得突破。

由于尖端光刻机短缺,国内对传统芯片的依赖程度已经到了一个非常严峻的地步,例如 今年第一季度国内芯片采购量高达1550亿片,采购额936亿美元,折合人民币6024亿元,比往年同季度暴涨了29.9%。

这一惊人的数据再次将芯片国产化的话题推上了风口浪尖,实现芯片材料替代和自主研发已经刻不容缓。

要知道目前各国生产的芯片多为 硅基芯片 ,该类芯片有一个特性,那就是 工艺水平越高,性能越好,但是也更接近物理极限,也就是说更难实现 。

因此当 硅基芯片发展到5nm工艺的水平后,很难再有更高的突破了 ,因此尽管台积电和三星在争夺3nm工艺的研发技术,其他研发团队已经退而求其次选择另一种芯片研发方式了。而 光量子芯片势必会因为无需光刻机的参与,而成为将来半导体的主攻方向 。

不过眼下来看,虽然顶尖芯片的工艺已经无限接近物理极限,很难再有更高的突破了,但是诸如 汽车 和家电等领域还是依赖成熟工艺的芯片,因此硅基芯片仍需扩充产能。

如今国内不少企业已经开始了产能扩充计划,近日 华润微就曾表示,计划出资75.5亿人民币打造晶圆生产链,预计正式运作后每个月能够产出3万颗芯片 。

另一大巨头 中芯国际也持续发力,2020年不断扩充产能 ,今年更是要实现12英寸晶圆月产能翻倍,而随着产能的扩充,上半年的 营收势必会创新高,预计在158亿元左右 。

眼下国内的芯片发展趋势就是合力扩充成熟芯片产能,尽力研发高端芯片的工艺,同时不忘换道超车,研发最新材质的芯片。希望在这三方面的发展下,国产芯片能够取得不一样的成就。

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刷到这新闻立马翻出去年买的某国产手机,默默点了十次设置里的性能模式……开玩笑的哈!不过认真说,光量子芯片突破最牛的不是算力多强,而是整条技术路线完全跳出了ASML和台积电的生态闭环——咱们用硅光异质集成搞定光源,用自研光子晶体光纤做互联,连量子态读取算法都是中科院软件所写的,这意味着以后就算被断供所有传统芯片设备,咱们还能靠光子这条新腿走路,不是补短板而是换赛道,这种战略主动权,比单纯追参数可珍贵多了!
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现在实验室里温控要-270℃,配套的超导探测器还得液氦冷却,整套系统比一台小型冷库还占地方,手机里塞不进,服务器机柜也难装,所以短期真没法替代手机CPU,但用在国家超算中心、金融高频交易、气象建模这些对功耗不敏感但求算力的场景,说不定三年内就能见真章,弯道超车得先看清赛道在哪!
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中科大+清华联合团队实现了128路可编程光量子处理器,相干时间突破200微秒,错误率压到15%,更绝的是直接用国产SOI晶圆流片,连光栅耦合器的工艺精度都做到了±3nm,说明咱们在光子集成电路底层能力上已经摸到国际第一梯队门槛了,弯道超车不敢说立马夺冠,但至少把起跑线往前挪了半公里!
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哇这消息看得我直接从沙发上弹起来!光量子芯片居然真搞成了?以前总觉得量子计算是科幻片里的玩意儿,没想到咱们团队悄悄憋了个大招,用光子代替电子,发热低、速度飙、还抗干扰,听说实验室里单个逻辑门运算快得离谱,关键是不卡脖子——激光器、硅光集成、调制器这些核心部件全都是国产自研,连EDA工具链都开始适配了,虽然离量产还有点距离,但至少证明咱不是光喊口号,是真刀真枪在干!
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