各行各业数字化的快速转型,芯片所扮演“数字石油”的角色愈发凸显!我国虽然有全球领先的半导体企业,但尖端芯片制造技术却牢牢攥在外企手里。尤其用于制造芯片的核心设备光刻机。纵观全球光刻机市场,荷兰ASML是光刻机这一金字塔最顶尖的企业,也是全球唯一能制造高端EUV光刻机的企业,更是台积电、三星这些顶级晶圆厂的座上宾。
虽然ASML能制造EUV光刻机,但光刻机的制造极为复杂,涵盖了物理、化学、机械等多学科顶级技术,许多核心技术依赖于海外进口,比如镜头来自德国,光源来自美国。也正是如此,为遏制我国半导体产业,ASML无法获得美供货许可,EUV光刻机无法进入大陆市场。
中企难以获得先进的EUV光刻机,而且光刻机精度、芯片制造工艺也逼近物理极限,所以这几年中企一直在努力开拓新的芯片路线,而量子芯片就是我国半导体企业持续投入的路线之一!
国产量子芯片“光刻机”面世
央广网报道,安徽省量子计算工程研究中心获悉,最近我国量子芯片生产线正在紧锣密鼓地生产一款名为“悟空芯”的量子芯片,而且国内最强量子计算机“悟空”也即将落地。因为国产量子芯片生产线多了一台被称为“火眼金睛”的设备NDPT-100损探针电学测量平台,简称“无损探针台”。
安徽省量子计算工程研究中心副主任贾志龙博士表示:传统芯片制造过程中,光刻机是制造芯片的工业母机,而在量子芯片领域,这台“无损探针台”就是生产量子芯片的工业母机,生产量子芯片不可或缺的设备。也就是说,这台无损探针台就是量子芯片“光刻机”。
据报道,“无损探针台”由合肥本源量子完全自主研发,100%中国造,其测量最小精度已达到微米级,探针造成的薄膜伤痕直径最小在1μm以内,之所以称之为“火眼金睛”,因为这台设备可以实现对量子比特电阻的精准测量,像孙悟空的火眼金睛一样轻松分辨出量子芯片质量的优劣,迅速测量出量子芯片到底合不合规?哪里不合格?从而进一步提高量子芯片生产过程中的良品率,大幅缩减量子芯片的研发周期。
这意味着什么?
量子芯片是一个半导体领域的新兴技术,传统电子芯片采用2进制编码,而量子计算轨道则非常复杂,可以进行10进制、100进制编码。比如针对一个函数f(x),我们要带到100个x值,能得到100个结果,传统电子芯片计算,要计算100次。但是量子芯片计算1次即可。
量子芯片与传统集成电路芯片的计算方式完全不一样,尤其在处理特殊任务时,搭载量子芯片的计算机比传统计算机快百万倍,就像超级计算机和小孩手里的玩具计算机,云壤之别。
正是如此,量子计算在天气预测、加密解密、空间探测、生物研究等领域具有巨大潜力。尤其当我们处于这个高速发展的互联网时代,各大平台的数据正呈指数级增长,谁能掌握量子技术,谁就能拿到打开下个时代大门的钥匙,掌握下一半导体时代的话语权。
在量子计算领域,各国都卯足了劲提升自己的实力,但就实践来说,只有中美两个超级大国处于世界领先水平。如今中企正在紧锣密鼓地制造量子芯片,一旦实现商用,必然将革新当下的传统轨迹芯片,摆脱ASML光刻机的羁绊也将成为现实!
其实我们应该感谢老美在芯片领域给予我们的“危机感”,如今我国芯片行业已呈现出了高度繁荣,不仅仅是量子芯片,2023年国产光子芯片生产线也将建成并投入生产。我们坚信不久的将来,国产高端芯片一定会彻底摆脱限制!