99.99%！中国攻克“最纯净的硅”量产，量子芯片再也不怕卡脖子

发布者：玉石中承 2026-6-16 10:07

在地球上，硅是随处可见的元素。沙子里有，石头里有，你手机里的芯片更是离不开它。

但有一种硅，比黄金贵得多。它叫硅-28，是自然界含量最高的硅同位素。然而，天然硅中混着“捣乱”的硅-29，会干扰量子计算。

把硅-28提纯到99.99%以上，相当于在一堆芝麻里挑出几十粒绿豆。过去，这项技术只有极少数国家掌握。6月15日，中核集团核理化院宣布：我们做到了，而且实现了自主量产。

一、筛了四年，终于筛出“五个9”

据中核集团官方消息，核理化院科研团队经过四年攻关，成功实现丰度超过99.99%的硅-28自主批量生产。产品关键指标达到国际先进水平。

为什么这么难？自然界中，硅-28约占92.2%，硅-29约占4.7%，硅-30约占3.1%。量子计算最怕“噪声”，而硅-29的自旋会破坏量子比特的稳定性。提纯硅-28，就是要把硅-29和硅-30几乎全部剔除。

核理化院院长姜宏民用了一个形象的比喻：这不是化学反应，而是像“筛豆子”一样，把三种同位素物理分离开来。筛子的孔径比头发丝还细一万倍，四年时间，他们把“筛子”做到了极致。

高丰度硅-28被称为“世界上最纯净的硅”。它的价值不在普通芯片，而在未来科技的最前沿。

第一，量子计算。硅基量子芯片是目前最主流的固态量子计算路线之一。天然硅中的硅-29会破坏量子比特的相干时间，好比有人在音乐会现场不停地咳嗽。换上硅-28，环境噪声几乎消失，量子比特的寿命和操作精度大幅提升。

第二，高端半导体。硅-28具有极佳的热导率和电学性能，可用于制备超高频、低功耗的功率器件，在航空航天、国防军工等领域有重要应用。

第三，精密计量。硅-28是定义“千克”基准的关键材料。纯度越高，测量越准。

在此之前，高丰度硅-28的供应长期依赖国外少数国家，价格昂贵且受制于人。如今，中国不仅打破了封锁，还实现了自主量产——量子芯片的“粮食”安全，彻底握在了自己手里。

这项突破的意义，被专家评价为：“将在供需两端重构全球稳定同位素产业格局，推动我国从这一领域的大国迈向强国。”

2024年，国家发布了《核技术应用产业高质量发展三年行动方案》。硅-28的量产正是核技术应用领域从单点突破走向“全链崛起”的关键一环。核理化院此前已成功制备多种稀有同位素，形成了完整的分离技术体系。硅-28的加入，补齐了量子信息新材料的关键拼图。

从沙子里筛出硅，再从硅里筛出硅-28。中国科学家用四年时间，把一项“卡脖子”技术变成了自己的“杀手锏”。

量子计算被誉为下一场科技革命的核心。而硅基量子芯片，是目前最接近工程化的路线之一。有了国产高丰度硅-28，中国量子计算机的“心脏”将不再依赖进口原材料。

这不是实验室里的孤芳自赏。中核集团透露，该技术已具备稳定批量生产能力。这意味着，从实验室到生产线，只有一步之遥。

当量子芯片跑起来的时候，人们也许会想起2026年的这个夏天——中国科学家把沙子里的“杂质”筛掉了，给未来留下了一片“寂静”的舞台。

#观点创作激励赛#