仅极少数国家掌握!我国实现量子芯片关键材料规模化生产
极高丰度的硅-28同位素是研制硅基量子芯片的关键材料,此前只有极少数国家能规模生产。6月15日,中核集团核工业理化工程研究院(以下简称“核理化院”)正式宣布,
早在2010年,核理化院团队曾因其他需求生产过丰度99.5%的硅-28,对量子芯片而言,这一丰度还远远不够。
2020年,面对量子计算领域的强烈需求,进一步提高硅-28丰度的攻关被提上日程。这次的目标是超过99.99%,要实现新目标就必须对原有工艺体系进行大刀阔斧的革新。首先要从制备稳定同位素所用的分离工质入手,经过反复实验、对比,团队最终锁定只有一种稳定同位素的元素——氟,选用了四氟化硅气体作为制备工质,四氟化硅的分子量较小,必须对原有设备进行大幅改进,以适配新工艺体系。
经过多轮实验验证和数据积累,多处细微却至关重要的优化点位逐一落地,但要实现规模化量产,还需搭建一套复杂的工艺系统。该系统从设计、安装到调试都由团队中的年轻人自主完成。2025年9月,完成安装调试的系统试运行,首轮生产出的硅-28样品丰度与设计吻合,设备运转正常。同年12月,经过进一步打磨、优化量产工艺最终定型。
硅-28的规模量产成功财经热点,打破了该同位素产品的国际垄断,由它制成的一片片纯净衬底,将成为量子芯片的坚实“地基”,夯实我国量子计算产业规模发展根基。仅极少数国家掌握!我国实现量子芯片关键材料规模化生产