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中国“纯硅”成功突破! 丰度超99.99%的硅-28实现自主量产 中核集团首次

中国“纯硅”成功突破!
丰度超99.99%的硅-28实现自主量产

中核集团首次实现高丰度硅-28自主量产,为量子芯片铺平道路

6月15日,中核集团放出一个消息,不算大张旗鼓,但内行一看就知道分量。

他们首次实现了丰度超过99.99%的硅-28同位素自主量产,关键指标达到国际先进水平。

硅-28是什么?天然硅里占比最高的那个同位素,大约92.2%。剩下的不到8%里,主要是硅-29和硅-30。区别在哪?硅-29的原子核有自旋,会产生磁噪声,对量子计算来说是灾难,它会持续干扰量子比特,让相干时间缩短。而硅-28的自旋为零,是天然的“安静”材料。

所以做硅基量子芯片,需要把硅-28提纯到极高丰度,把硅-29踢出去。以前这事只有极少数国家能干,相关材料长期被列入严控出口清单。中国做量子计算的团队,要么买不到,要么看别人脸色。

现在不用了。

中核集团核理化工程研究院这次干的活,简单说就是“筛豆子”。不是化学反应,是物理分离。硅-28、硅-29、硅-30三个兄弟质量只差一个中子,要把92.2%的硅-28“筛”到99.99%以上,每一步都逼近分离极限。离心、转化、多级联、纯化、再结晶,任何一个环节抖一下,丰度就掉下去。

核理化院院长姜宏民打了个比方:就像用筛子分三种不同大小的豆子,总量不变,但让一种集中到一边,另外两种到另一边。

这次不止是实验室做出来了,是量产。产品关键指标达到了国际先进水平。

中国科学院院士俞大鹏评价说,这解决了硅基量子计算“无米之炊”的燃眉之急。以前可以设计精巧的器件结构,可以搭测试平台,但核心衬底材料握在别人手里,心里始终悬着。现在这条供应链,中国自己打通了。

中国工程院院士雷增光说了一句比较实在的话:从技术攻关到量产落地,凝聚了团队多年的心血。

硅-28还有个外号,叫“世界上最纯净的硅”,纯度比钻石还极致。除了量子计算,它在先进制程半导体、高端导航、计量基准这些领域也有应用前景。

值得注意的是,核理化院之前已经搞定了钼、碲、镍等12种元素、26种稳定同位素的生产。这次硅-28是又一块拼图。按照他们的计划,后面还要面向核能、核医疗、航空航天、粒子物理、深空探测等需求,做更多稳定同位素产品。

2026年是《核技术应用产业高质量发展三年行动方案》的收官之年。从零散的点状突破,到自主可控的产业链,这个节奏不算快,但每一步都踩实了。

一个搞分离技术的科研团队,没有去追量子计算的热点,而是在最基础的材料环节上,把别人卡了多年的脖子,一点一点掰开了。