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

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。

光量子芯片是真的。

2021年2月，我们国家科研人员在世界科学期刊上发表了相关论文，并引起了各国广泛关注。据悉，目前全球主要使用的芯片，主要是制造在半导体晶圆的表面上，是小型化的集成电路。而论文中提到的新型光量子计算芯片，主要采用微纳加工工艺技术，在单个芯片上集成大量光量子器件。

光量子芯片的优势

许多专家认为，相比电子，光子的速度更快、耗能更低，所以一旦光量子芯片能够研发成功，所发挥的性能将比普通的电子芯片更强。最重要的是，光量子芯片的研发和制作，并不依赖西方的高端光刻机，这也意味着，一旦该技术研制成功，并且走向成功，我们将彻底打破被西方卡脖子的局面。甚至在该领域，乃至未来全球的芯片市场，我们都能占据优势。

从中国近几年的发展速度来看，可以说很多国家都远远落后。无论是经济建设还是基础设施建设，还是基础设施建设方面的努力，在科研和技术方面，中国也在不断努力。

在当今信息时代，最基本的设施是电子芯片，而光量子芯片也是未来新一代信息产业的基础设施和核心支撑。不知道大家都知道光量子芯片这个词吗？

可能说起芯片，很多人会想到华为手机的芯片生产。由于种种打压，华为在一段时间内受到了疯狂的攻击，因为芯片开发的一个重要工具就是光刻机。雕刻机很难进行芯片的研发。

近期，我国在光子量子芯片领域取得重大进展，这意味着在芯片生产领域，光子量子芯片又有了发展方向。这时候，美国也坐不住了。为什么不能坐以待毙？要知道，芯片技术一直被美国人垄断。换句话说，我们在这方面受到了阻碍。然而，现在我们学会了这项技术，这也意味着我们打破了垄断。那你就不能在那边生气吗？

说到芯片，最不能回避的就是华为。我们知道，华为总裁任正非辛苦了很多年，现在甚至可以说是他把华为一路带到了技术的巅峰。目前，华为的产品甚至在世界范围内都非常受欢迎。

随着5G的出现，越来越多的国家对中国有了新的认识。然而，美国却是红着眼睛，黑手，开始全力打压中国。正是因为美国的制裁，华为几乎在一夜之间被迫进入了发展 历史 的寒冬，银包中隐藏着危机和机遇。

由于美国垄断了芯片市场，华为部分业务不得不按下暂停键。在这种情况下，我我国自制芯片和自产光刻机立即启动。不仅是科研团队，就连中国企业也开始忙碌起来。不过，这毕竟不是一件容易的事，一直没有突破。要知道，在这方面，我们的技术掌握是很不成熟的，所以我们要付出更多才能赶上。

后来我们也看到了中国科学院郭光灿院士发的一篇文章，说中国在光量子芯片方面取得了技术突破。近年来，我国 科技 市场掀起了一股芯片研发热潮。除了半导体芯片的研发，我们还在坚持不懈地寻求光子量子芯片领域的新突破，最终实现弯道超车。

那么首先，什么是量子芯片？量子电路集成在基板上，承载量子信息处理的功能，这就是量子芯片。这种量子芯片与传统芯片的制造工艺基本相同。量子芯片属于基于传统光导体的新型芯片。

这种半导体材料与以往的半导体材料还是有区别的，在组成的基础上有很多不同。传统芯片通过三极管mos管形成电路。它使用高低电平来表示二进制中的 0 和 1。但是，量子芯片不同。人们在量子算法中使用不同的量子态来表示 0 和 1。

所以可以理解，虽然最终的产品是一样的，但是使用的材料是不同的。举个不恰当的例子，像淘宝货和品牌货，虽然外观一样，但用料肯定不一样。而如果量子芯片出现，肯定会成为未来计算机的核心技术。那么，什么是光子量子芯片？有没有光子量子芯片，我们可以绕过光刻机不谈？下面，我们就来一探究竟。

这种新型光子芯片采用微纳处理技术，因此单个芯片可以集成大量光子器件。因此，光量子芯片与传统芯片和量子芯片的生产原理有着根本的不同。

通常来说，一般来说，光刻机是芯片制造的核心机器。在芯片加工的整个过程中，光刻机可以通过光源能量和形状控制从电路中投射出光来补偿各种光学误差，然后将电路图缩小到硅片上。然后化学刻在硅片的电路网上。

这样一来，制作原理就完全不同了，自然要绕过光刻机的局限。如果未来世界各地都使用光量子芯片，那么我们的研究人员将不再需要研究覆盆子的 7 纳米和 5 纳米技术。

就连芯片领域也将直接进入新时代，光刻机将直接从稀有而不可或缺的物件，变成被降维重创、被无情淘汰的东西。就像那些曾经鲜活却被埋葬在 历史 长河中的大佬们一样。

有些人可能不明白。事实上，与传统芯片相比，光量子芯片是全新的芯片状态。并且与传统芯片相比，它最大的优势是光子芯片的稳定性会更强，所以实际性能会更强大。

这么说吧，传统芯片的性能主要取决于集成晶体管的数量。如果晶体管小，那么构成芯片的晶体管数量就会多，计算能力也会相对更强。

对光刻机有一定了解的人，对芯片制造的流程应该不会太陌生。目前，7纳米和5纳米在这里已经是比较高端的工艺了。苹果12、华为mate40等，这里都是用5nm芯片。不过，5nm芯片技术，目前只有三星和台积电拥有。不过最近有消息称，三星要搞3纳米芯片了。

要知道，半导体芯片是整个技术领域的核心。毕竟，每一个技术领域都离不开芯片的支持。芯片与电子产品的心脏一样重要。就像日常生活中的手机和电脑，甚至航空航天，这些小东西都离不开芯片。

芯片实际上是各种半导体元器件的总称。以前的所有芯片都使用纯化硅作为基本材料。处理器之类的一切都是由硅制成的。由于这种元素的物理性质稳定，可以用来制作芯片。而且硅的成本还很低，可以从沙子中提纯。

自半导体产业诞生以来，硅基芯片就占据了重要地位。然而，随着时间的推移和时代的发展，硅芯片也遇到了摩尔定律的物理极限。这也导致了硅材料无法前行，再创辉煌。所以现在很多 科技 公司都开始研发电子芯片、石墨烯芯片等技术，也纷纷用新材料替代硅基材料。

我国自从被美国打压后，就开始了自主研发芯片的道路。现在，中国元元量子公司是国内第一家研发和推广量子计算机应用的公司。

而且这家公司还和和诚合作建设了一个量子芯片实验室，这个实验室的主要目标是让我们能够在低温下完成集成芯片的设计。值得一提的是，中国科学技术大学博士是这家公司的创始团队成员。

而源源量子公司已经取得了量子突破。量子技术其实离我们的生活还挺近的，很多国家也在研究这个东西。我国在量子技术方面也取得了一些小成就。中国光子量子芯片诞生。消息一出，世界各国都震惊了。美国甚至厚着脸皮要求我们分享技术。

光量子芯片的成功研发从此宣告，西方国家对我国芯片领域的技术封锁时代一去不复返了，甚至世界顶级芯片制造公司的三纳米、五纳米芯片制造技术也一去不复返了。引以为豪的将变得毫无意义。这里可能有人会有疑问，这个光量子芯片到底是什么东西？为什么能摆脱芯片制造落后的局面？它与传统芯片有何不同？真的可以一举变道超车吗？

由于国外前沿技术的长期封锁，光刻机也成了我们的“心脏病”。尤其是在美国限制芯片出口之后，为了克服这个困难重重，全国都在绞尽脑汁想办法打破国外芯片技术的封锁，芯片制造有没有办法绕过光刻机？

就在大家不知所措的时候，一个振奋人心的消息出现了，那就是中科院团队研制出光子量子芯片。一旦光量子芯片量产，我们将彻底摆脱无核的困境，再也不用担心被别人卡住了。

因此，中国研究人员不得不另辟蹊径，最终将目光投向了量子技术领域。我国在这一领域一直处于世界领先水平。集成光量子芯片于2008年由英国科学家首次提出，立即在全球范围内掀起研究热潮。

光量子芯片一度被认为是进入量子时代的垫脚石。众多实力雄厚的高 科技 企业纷纷入局，都想抢先吃螃蟹，抢占未来高 科技 市场的先机。光量子芯片用光子代替传统芯片中的电子，完成光电信号的转换。

作为移动设备最核心的部件，它比传统芯片更稳定，同时性能更强大。你为什么这么说？要知道，传统芯片的性能主要取决于其上集成的晶体管数量。也就是说，晶体管越小，构成芯片的晶体管越多，其计算能力就越强。

不同的是，光量子芯片以光为载体来代替电，并通过微纳处理技术在芯片上集成了大量的光量子器件。因此，集成度和精度远高于前者。稳定性也会更好，性能是传统芯片无法比拟的。

如果未来光量子芯片量产，我们的科研人员将不再需要继续研发三纳米芯片，世界芯片领域也将开启一个新纪元。现在大家都处于5G大数据时代，但是5G互联网要求电脑有更高的性能和更低的消耗。

然而，传统芯片几乎无法满足这些需求，因为目前的主流芯片都是硅基芯片，由于摩尔的定律，已经到了物理极限，突破这个瓶颈非常困难，而光量子芯片可以解决这些问题。

光量子芯片以光为载体具有明显优势。比如专有信息的存储时间长，不容易被外界干扰，再加上稳定性高，量产后成本也会降低，所以如果成功了就换位具有决定性优势的光刻机。

要知道纯硅基芯片的物理极限是七纳米。当硅原子低于七纳米时，电子会漂移，晶体管会出现漏电问题。目前我国的光刻机只能达到28纳米，离世界还有一段距离。要达到最高水平还有很长的路要走。

虽然作为大型电子设备，对于日常使用来说已经足够了，但是对于手机这样的小型设备，就需要使用更高精度的芯片了。为了在有限的空间内获得更高的性能，必须使用更先进的芯片。生产过程。

看到这里，有人可能会问，为什么我国没有生产出一流的光刻机？首先，这比大家想象的要困难得多。仅制造一台光刻机所需的组件就超过 100,000 个。完全不可能说所有组件都不进口。甚至荷兰也来自世界各地。进口零件，但我们在这方面被国外封锁了。同时，我们也实现了与奥地利的第一次量子通话。随着科学技术的不断蓬勃发展，量子技术逐渐走进我们的日常生活，我国也开始进入量子通信领域。

中国之所以在量子领域取得如此巨大的成就，是中国科学家所有努力的结果，而在光量子芯片领域，我国将在不久的将来冲破一切障碍，成功实现大规模生产光量子芯片。我们相信，在即将到来的5G大数据时代，光量子芯片将在更多领域发挥巨大作用，一定是适应未来时代发展的最佳选择。

到那个时候，我们这些掌握了最新关键量子技术的人，再也不用担心自己的生命线被别人接管了。当然，我们不能因此而懈怠。虽然我国在光子领域取得了重大突破，但要实现量产还有很长的路要走，但相信在不久的将来，中国的心一定会照亮世界。

中国人没有核心的时代将永远成为 历史 。在此，我们要感谢千万科研工作者为祖国做出的贡献。中国 科技 之所以能够成为世界强国之一，每一个都发挥着不可磨灭的作用，你们用实际行动向世界展示了什么是中国真正的强国。

最后，让我们向这些默默无闻、为中华民族伟大复兴献身的 科技 工作者致以崇高的敬意。他们是祖国的骄傲，是中华民族的脊梁，是我们每个人学习的榜样。 你怎么认为？最后，我国未来也能够实现芯片自给自足，不再受制于人。今天猫头鹰 科技 的分享就到这里，欢迎大家留言讨论，我们下期再见。

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