在成都 创未来｜一个火柴盒大小的金属盒子，正在重塑高精度计时新标准

近日，在IEEE超大规模集成电路技术与电路研讨会（VLSI 2026）现场，一个来自成都的金属盒子引来不少关注。

仅仅一个火柴盒大小的金属盒，计时精度比肩高端原子钟，一周之内产生的误差不足百万分之一秒，生产成本却只有传统原子钟的十分之一。

这个金属盒子叫“芯片级分子时钟”，来自成都中微达信科技有限公司（下称：中微达信）。2018年，公司首席科学家王成在麻省理工学院读博期间首次提出并实现了这项技术，登上Nature子刊封面。八年过去，它从一篇论文变成了一个能拿在手里的产品。

而这项技术的落地生根，恰好发生在成都。

把“几万年不差一秒”的时间

装进一枚芯片

普通人感知的时间，是几点几分、今天几号。而工程师感知的时间，是皮秒、纳秒、微秒。

王成做了一个对比：机械手表靠齿轮转动，电子表靠石英晶体振动，晶体切割的精度再高，热胀冷缩也会让它慢慢跑偏——所以手表隔段时间就要校准。分子时钟不依赖任何宏观物理量，它锁定的是气体分子在特定能级跃迁时产生的吸收谱线——这是自然界不变的物理常量。

“原子钟需要几万年才偏差一秒”，这个常出现在科普文章里的说法，对分子时钟同样适用。区别在于，原子钟的成本是万元级甚至更高，而分子时钟的成本可以做到十分之一甚至更低。

王成打了个比方：二三十年前，计算机是放在机房里、进门要穿鞋套的昂贵设备，现在人人都用得起，性能还更强。“以前的原子钟性能可以，但成本太高，只能在特定行业用。我们的技术把高精度、便携式、小型化的成本降下来之后，就可以推广到通信、导航、自动驾驶这些普通人都能感受到的领域。”

为什么需要这么准的时钟？王成举了两个例子。

第一个是通信。5G乃至未来的6G网络，需要多个基站之间协同工作，同时还要对终端进行精确定位，时间同步精度要求达到10纳秒级别。中国每年要建设约100万座基站，如果每个基站里放一个几万元的原子钟，成本根本扛不住。“时间基准足够精准、成本足够低，才能支撑起这么大的通信网络。”

第二个是无人机。在信号受干扰或GPS失效的情况下，无人机需要依靠高精度的自主导航授时完成飞行任务。但一台小型原子钟的成本可能比无人机本身还贵。“分子时钟可以达到原子钟的精度，成本却低一个量级，这样无人机、物流、自动驾驶才能用得起。”

王成判断，这是一个百亿级的市场，“只要产品性能在线、成本显著下降，需求就会爆发。”

从麻省理工到电子科大

一座城市接住了一项原创技术

2018年，王成在麻省理工学院读博期间发明了芯片级分子时钟。2020年，他在集成电路领域顶级会议上做了第二代演示。但原理验证和工程化落地之间，隔着一条巨大的鸿沟。

王成

2021年回国后，王成加入电子科技大学，同时推动技术产业化。几年时间里，团队攻克了三个核心难题。

首先是工业级分子气室。分子时钟需要把硫化羰OCS稳定地束缚在一个微型气室里，让它10年20年不泄漏、不受温度变化和振动干扰。“这涉及很多工艺制备、化学和物理设计的问题”，团队花了三四年时间才突破。

其次，是波谱探测芯片的相位噪声优化。简单说，就是让时钟“每一秒都准”——短期稳定性大幅提升。

最后一个是4FSK基线消除技术。解决的是长期运行精度衰减的问题——让时钟“越跑越准”而不是“越跑越偏”。

三个技术加在一起，打破了行业“长短稳不可兼得”的技术壁垒。今年9月，团队还将在欧洲发布专门针对分子时钟的数字基带处理芯片。“很多工作都停留在文章上，并没有到产品和实物的层面。我们把这个工作从文章做到了真正的产业化落地。”

王成是四川遂宁射洪人。2021年回国时，他面前摆着好几个选择，最终决定把实验室落在成都。电子科技大学提供了产学研转化的平台，而这座城市本身，既有硬核的研发氛围，又有松弛的生活气息。

“我有很多清华和其他高校的朋友，纷纷在成都建立研发中心。”在王成看来，成都是一个对工程师格外友好的地方——同样的收入，在这里能换来更从容的生活。这种宜居宜业的平衡感，让人才愿意留下来、沉下心做长周期的事。

产业链是另一个关键因素。王成在麻省理工做分子时钟研究时，核心加工制备就是在成都完成的，这座城市本身就有深厚的电子工业和精密加工底子。公司集成电路研发中心所在的成都高新西区IC设计产业园，距离电子科技大学清水河校区只有10分钟车程——实验室和生产线之间，物理距离被压缩到一顿饭的工夫。这种“产学研”的紧密度，让技术迭代的效率大幅提升。

产业生态也在加速成型。今年2月，成都集中发布了15款量子“黑科技爆品”，中微达信的量子测控平台位列其中。4月，成都科创投集团完成了对公司的A+轮投资。5月，量子科技加速器正式挂牌入驻中微达信所在的IC PARK南区。成都市已把量子科技纳入17条重点产业链。

“成都在政府和投融资方面给予了非常好的支持，让我们有足够的资源做别人没有做过的原创技术。”王成说。

眼下，分子时钟的中试在成都完成，量产则布局在江西。今年内，团队计划推出小批量试用产品，与通信、导航、无人机等行业的合作伙伴进行实测验证，根据反馈完成最后一轮迭代。预计明年，这款拳头大小的时钟将正式推向市场。

从实验室的一篇论文，到一个可以拿在手里的金属盒子，这项关于“时间”的技术走了八年。而这座城市，用它的产业链、人才池和产业政策，接住了这枚从大洋彼岸落下的种子。

红星新闻记者 彭祥萍 摄影记者 罗顺

编辑 成序