迈出第一步！中国量子芯片再次“破冰”，芯片制造更加简单了

芯片制造的难题

芯片是半导体材料的主要应用，自从1958年杰克·基尔比研制出第一块集成电路之后，全球的芯片产业便拉开了序幕。在过去的半个多世纪里，芯片的主要原材料都是通过沙子提纯出来的单晶硅，直到现在硅基芯片仍然是整个市场的主流。

一颗硅基芯片的诞生需要经历设计、生产和封测三个过程，其中每一个环节都尤为关键，而生产制造更是重中之重。由于芯片是微观电路的集合体，科研人员只有通过各种精密设备才能掌握核心的制造技术，这是全球半导体行业共同的发展方向。

从某种意义上来说，半导体设备在芯片产业中扮演着非常重要的角色，一旦缺失，芯片的发展就会陷入瓶颈。这也是目前国产芯片急需攻克的主要问题，其实国内的芯片设计水平并不逊色于国外，只是在设备方面有所差距而已。

举个简单的例子，光刻机作为制造芯片的必需设备，被看作是人类能生产出来的最顶尖的机器，其复杂程度超出了一般人的想象。而就如今的情况来看，全球最先进的光刻机都集中在荷兰的ASML公司，国内想要得到它的支持没有那么容易。

先不说美国于去年制定了芯片规则，导致几乎所有的半导体厂商都不能自由出货，就单论《瓦森纳协议》的影响，ASML也无法向国内出口高端光刻机。之前，国内大陆最大的芯片代工厂中芯国际曾有意从ASML进口一台EUV光刻机，但至今仍未到货。

在这种局面下，国内只好自主研发国产的光刻机，希望能摆脱对ASML及国外技术的依赖。于是美国规则生效之后，华为和中科院都宣布了入局光刻机领域的决定，这给了国人很大的信心，同时也为国产芯片的崛起注入了全新的希望。

中国量子芯片再次“破冰”

但需要注意的是，光刻机的突破需要长时间的积累，不是一朝一夕就能完成的。所以现在国产芯片缺的既不是材料，也不是设备，而是时间。为了争取早日实现自主化的目标，除了研发光刻机之外，国内还在寻找新的方向，而量子芯片就是一个突破点。

据媒体报道称，近日国内南方科技大学的贺煜团队利用显微镜技术，成功地构建了13nm的磷原子量子芯片，迈出了第一步！这意味着中国量子芯片再次“破冰”，让芯片制造变得更加简单了。

之所以这么说，是因为量子芯片与传统的硅基芯片有本质的区别，不仅性能更强大，还摆脱了设备的束缚。顾名思义，量子芯片就是量子计算机的专用处理器，其运算速度领先了目前所有的硅基芯片，一旦取得进展，国内的“弯道超车”就会变成现实。

据了解，13nm的量子芯片虽然算不上是最顶尖的，但是却有一个明显的优点，那就是在保证性能的同时，不需要重新建立起一套制造方案，完全可以利用现有的设备。也就是说，尽管量子芯片和硅基芯片的材料不同，但生产设备可以共享。

而且更重要的是，量子芯片为国内的半导体行业提供了新的思路，既然在硅基芯片方面无法超越国外，何不寻找其它的半导体材料呢？不止量子芯片，还有石墨烯晶圆和“金刚石芯片”，这些都是国产芯片后来居上的机遇。

写在最后

可能很多人都在想，如果国内的量子芯片真的做出了成绩，那么有没有与之相匹配的量子计算机呢？答案是肯定的，之前由潘建伟院士团队研发出的“九章”量子计算原型机已经正式登场了，并且领先了美国谷歌公司的量子计算机一大截！

值得一提的是，此次突破量子芯片的贺煜正是潘建伟院士的“关门弟子”，在二者的共同努力下，国内的量子计算事业已经达到了顶尖水准。相信以后无论是量子芯片还是量子计算机，国内都能取得主动权，进而争取到更好的发展空间。

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