西方制裁再度升级，「量子芯片」弯道超车！

光子盒研究院出品

台积电在宣布赴美建厂后又有新动作，据台媒《经济日报》报道，台积电美国亚利桑那州厂预计 2024 年量产 4nm，高通全球资深副总裁暨首席营运长陈若文表示，高通将是台积电美国厂 4nm 的首批客户。

台积电作为芯片代工行业的龙头掌握着全球超过58%的市场份额，专门为苹果、高通等企业代工芯片，而生产芯片的难度比设计芯片更难，台积电其实掌握着核心技术环节，这也是台积电为何成为了全球最大半导体代工企业的关键所在。

实际上，此次台积电赴美建厂由美方主导以达到打击中国芯片产业发展和降低美方芯片企业成本对目的，一方面美方修改芯片法案，承诺给予台积电相关的财政补贴；另一方面台积电计划于2025年量产的2nm工艺，还需要用到ASML的NA EUV光刻机，目前英特尔、三星等企业都对NA EUV光刻机虎视眈眈，稍有变动台积电处于上风的优势可能会彻底失去。

因此，哪怕台积电现在发现美方对英特尔的补贴高达百六十八亿美元的工业补助，而台积电只得到了五十三亿美元，同时赴美建厂在成本远高于当初预估的50%且单价不涨的情况下，台积电也只能硬着头皮继续表现出“亲美”的态度，跟着美方一起打击中国芯片产业。

美方在这种情况下，直接要求台积电禁止与华为合作。要知道，华为虽然能设计出先进的麒麟芯片，但却不得不依赖台积电先进的代工技术。在美国的制裁下，台积电彻底选择和华为“断绝关系”，台积电董事长刘德音随即响应美国：美国政府对华为的制裁不变，台积电就不会给华为供货！

好在中国面对美国早就开展的打击中国芯片行业的策略进行了应对，尤其在光刻机被“卡脖”后，中国科研机构、高校和科技企业在开始专注如何提升芯片制造技术以应对美国的制裁，从研究投入方面来说，中国大陆的芯片制造企业中芯国际也宣布将资本开支从320亿元上调至456亿元，继续扩张成熟工艺产能；华为任正非宣布去年研发经费238亿美元，已完成上万颗器件替代开发几年后随着我们的利润增多，在前沿探索上还会继续加大投入。而在芯片的供应方面来说，在去年前7个月，中国就减少了超过430亿芯片的进口量，同比下滑超过12%，意味着越来越多的芯片已经放在国内生产了。

目前，量子芯片比起硅基芯片工艺更复杂、性能更强悍且打破了摩尔定律的限制，比如此前九章量子计算机仅花了200秒就完成了高斯玻色子采样，美国科学家还把量子芯片称之为“量子霸权”，因此中国除了在硅基芯片上不断努力之外还在加速量子芯片的研发、投产，争取在量子芯片方面实现弯道超车，最近，中国在量子芯片产业研发方面也取得了重大突破，为我国摆脱“卡脖子”局面打开了突破口。

1）中国首条量子芯片生产线诞生

本源超导24比特量子芯片实物及封装

本源量子是中国第一家量子计算公司，拥有国产首个工程化超导量子计算机，致力于超导与硅基半导体两条产线工艺的量子计算芯片的研发，目前已建设全国第一条量子芯片生产线，发布国内首个量子芯片设计工业软件“Q-EDA”本源坤元，为实现我国量子芯片的国产自主可控及产业化生产，已自研出量子芯片无损探针台、量子芯片激光退火仪等多套量子芯片工业母机。

2）华为公布量子芯片重要专利

据数据显示，2021年华为研发经费超过1400多亿，占据华为年收入的百分之二十，2022年，华为投入1300多亿。而华为的坚持也换来了好消息，2022年，华为研发了两项芯片堆叠技术的专利以及一项超导量子芯片的专利，这项专利对推进量子芯片的研发进度有重要意义。

华为新的专利名为“超导量子芯片”。

3）国产“量子芯片冰箱”研制成功

量子芯片中的超导材料对环境敏感度较高，容易和空气中的氧气、水分子产生化学反应，就像食物暴露在空气中“氧化腐烂”，量子芯片如果不妥善保存，也会因为“不新鲜”而无法使用。

这款量子芯片高真空存储箱具有三个保存腔体，单个腔体可独立操作；同时配备了智能监控系统，可实时监控真空度，为芯片保存过程提供稳定的高真空环境。研发人员还研发了人机交互功能界面，可实现设备全自动化操作。

2023年3月，本源量子团队采用高真空存储技术，自主研发了这台量子芯片高真空存储箱，它可以为量子芯片提供高真空的保存环境，就像是量子芯片的“冰箱”，研发人员用它调节存储空间的室内压强，从而给量子芯片“保鲜”。避免其失去效用。这意味着国产量子技术商用再进一步，随着量子技术商用的临近，中国芯片将在高性能计算方面形成完全自主研发体系。

如今，我国第一条量子芯片生产线已经进入到调试阶段，据悉中科院已经率先突破了3纳米光量子芯片技术，批量应用只是时间问题。

从理论上说，量子芯片是可以绕开传统硅基芯片制造必备的光刻机的，量子芯片将量子线路集成在基片上，通过量子碰撞技术以进行信息的处理和传输，制造方面几乎用不到光刻机。测试结果显示，量子芯片的性能至少是电子芯片的千倍以上，其应用范围也更广。届时，随着我国量子芯片制程不断成熟，如果良率合乎人意，我国就可以直接跳过传统硅基芯片的制程迭代，弯道超车，直接跨越到量子芯片领域。

但需要注意的是，量子芯片还处于实验室阶段，并且距离落地商用还需要一段不短的时间，中国还需要在量子、半导体行业不断努力，扎根于基础研究，攻破技术难点，扶植更多的半导体企业，培养和留住更多相关领域的人才，才能占领量子芯片领域的高点，实现国家科技领域的突破发展。

参考链接：

[1]https://baijiahao.baidu.com/

[2]https://www.163.com/dy/article/I05HCLRM055225XN.html

[3]https://www.zhihu.com/question/590546737

[4]量子芯片冰箱背后，藏着什么信息？_腾讯新闻 (qq.com)

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