首条“中国芯”生产线问世，比传统芯运行快1000倍！实现弯道超车

文/文学科技社

透过显微镜，看到数以亿计的晶体管呈规则密密麻麻地排列在只有指甲盖大小的硅片里，相信很多人都会不由得惊叹，这种非常小却又极其紧俏的科技产品内部构造居然如此复杂。大量晶体电路高度集成到一起，就构成了我们所熟知的芯片。

自摩尔定律提出以来，无数芯片设计人员就在不断努力将晶体管直径不断缩小，以方便在一块小小的硅片当中塞入更多的晶体管，以实现更加强劲的运算功能。当前最先进的芯片制程技术已经来到了3纳米级别，完全可以支持每秒上万亿次高速运算。然而，硅基芯片物理极限是1纳米，要在这个基础上进一步寻求工艺上的突破，基本上不太可能。

自从华为断供以来，芯片作为制约我国高科技产业发展的瓶颈已经受到空前的重视。奈何我们半导体产业起步晚，底子薄，并没有掌握核心技术，以至于处处受制于人。纵然华为海思在芯片设计领域异军突起，陆续设计出多款不亚于西方同类产品的麒麟芯片，然而在美国的制裁下，台积电不代工，国内制造技术不过关，华为手机也只能退而求其次，搭载4G芯片。5G领导者只能发布4G手机，这一尴尬现象的背后，更多的是芯片技术受制于人的无奈。而如今，美国连4G芯片，可能都不愿意让华为用了。

去年，美联合日、韩，我国台湾省四方联盟签署所谓的《芯片法案》，妄图将半导体制造业迁往美国，并以此在芯片领域对我们实行技术封锁，阻碍我国高科技产业发展。

尽管国内如中芯国际等半导体企业奋起直追，但面临美方从光刻机到技术专利的全面封锁，加之自身技术储备的不足，终是力有不逮。要想在传统硅基芯片上谋求工艺突破，对于国内企业而言，恐怕还需要很长时间的技术积淀。

不过东边不亮西边亮，我国突然宣布，第一条量子芯片生产线已经在安徽合肥正式建成，这对于我国半导体产业而言，实在是一个振奋人心的的好消息。硅基芯片在1纳米就已经达到物理极限，业内很多专业人士也在寻找半导体最新的发展方向，而量子芯片则是一个完美的突破口。

量子芯片与传统硅基芯片不同，它利用量子力学效应，可以实现更加高效的量子计算，其运算速度甚至可以比传统芯片快1000倍。作为一个有别于传统工艺的新的赛道，量子芯片对于各国而言都在同一条起跑线上，甚至我国在量子科技领域还有一定的优势。

除了运算速度，相较于传统硅基芯片，量子芯片的优势还有很多。以光量子芯片为例，光量子芯片以光为载体，储存信息时间更长，稳定性更高，功耗也更低。此外，光量子芯片的生产方式与传统芯片截然不同，由于采用微纳米加工技术，一颗芯片可以集成大量的光量子芯片，加工效率较之传统芯片可以大大提高，生产成本也远低于传统芯片。要知道除了技术壁垒，传统芯片生产所需的巨额投资也是吓跑很多投资人的重要原因。

抛开制造不谈，5纳米芯片的设计成本就已经高达4.76亿美元，而台积电的一座3纳米工厂，光启动资金就需要150亿美元，而这还只是生产芯片必要的门槛，万一产品不合格，这些前期投入就相当于打水漂了。所以全球顶尖的半导体制造企业，数来数去也就这几家，毕竟门槛摆在这，一般人压根就玩不起。如果量子芯片技术得以普及，那么半导体产业的投资门槛可以大大降低，这对于半导体行业打破部分企业的长期垄断，促进行业发展也是重大利好。

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。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。

当然，要想顺利实现从传统芯片到量子芯片的直接跨越，并非一日之功。我国还需更多扎根于基础研究，扶植更多的半导体企业，培养和留住更多相关领域的人才。美国的封锁让我们更加明白，只有在关键领域掌握核心技术，才不至于被卡脖子。

以俄罗斯为例，随着美国对俄罗斯展开新一轮制裁，禁止向俄罗斯出口芯片，因特尔、三星、LG、AMD、微软纷纷对俄罗斯断供，以至于俄罗斯一“芯”难求，不但各种军用设备得不到芯片更新，就连民用市场上二手电脑价格都开始飙涨。

总结：

虽然我们的处境相较于俄罗斯要好得多，在半导体领域的技术储备和制造实力更是俄罗斯所无法比拟的。但是生于忧患，死于安乐，以美国为首的西方国家已经出手了，我们自然不会，也不能坐以待毙。