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又一突破!近日,中核集团扔了个重磅消息,咱们国家第一次自己能量产99.99%纯度

又一突破!近日,中核集团扔了个重磅消息,咱们国家第一次自己能量产99.99%纯度的硅-28了。别小看这玩意儿,就这么一克不起眼的材料,老外敢卖几千美元,比黄金还贵三倍,而且你有钱还不一定买得到。

之前全球能搞量产的就德、日、美、俄四家,商用市场被三家海外公司垄断,咱想买点做实验,人家只给你毫克级的小样,跟施舍似的,现在可不一样了。

6月15日,中核集团旗下核工业理化工程研究院公布了一项憋了四年的成果:丰度超过99.99%的硅-28同位素,国内首次实现自主量产,达到公斤级。

天然硅里,硅-28占92.2%,剩下的是硅-29和硅-30。三者只差一两个中子,化学性质几乎分不出来,靠普通提纯手段根本拆不开,而其中硅 - 28 是适配量子芯片的核心材料。

理化院采用气体离心分离路线,以三氯硅烷 / 硅烷为工质,多级离心级联实现同位素富集。

该技术自 “十一五” 阶段持续攻关积累,2008 年已产出丰度 99.5% 公斤级硅 - 28 样品,本次攻关首次稳定突破 99.99% 丰度量产门槛。

硅烷本身易燃易爆有毒,级数越多设备越复杂,能耗也跟着往上走,这是实打实的工程难度,不是简单的挑拣活儿。

用99.99%硅-28做衬底,量子比特相干时间能拉长大约三个数量级,门操控保真度也能摸到99%这个容错门槛附近。

中科院院士俞大鹏的说法是,这解决了硅基量子计算无米之炊的窘境。

有个容易搞混的地方得说清楚,之前国内拿得出手的"九章"走光量子路线,"祖冲之"走超导路线,跟硅基自旋量子比特不是一回事。

硅基路线的好处是能直接套用成熟的CMOS半导体产线,集成度更高、量产成本更容易压下来,但此前一直卡在没有合格衬底材料这一步。

硅-28的用处不止量子芯片,2到3纳米往后的先进制程对材料一致性要求更高,高纯硅-28在散热和载流子寿命上有改善空间;高精度原子钟、导航芯片、国际千克计量基准,同样用得上这种几乎不含杂质同位素的硅。

价格能说明这东西多稀罕,一克高丰度硅-28现在的价格大约是一克黄金的三倍。

过去这类材料长期被少数掌握分离技术的国家攥着,国内实验室买货常面临周期长、供应不稳定的麻烦。

当然,也得说清楚现状,眼下还是公斤级,离吨级量产有距离;丰度往"六个九"走还有空间;下游单晶拉制、晶圆衬底加工这些环节也得跟上节奏。

材料关迈过去了,不代表后面就一马平川,但这块长期被人攥在手里的拼图,现在算是握回自己手上了。