近日中科院原始郭光燦本源電子宣布已研發出首款量子晶元EDA軟體,此前它已在量子晶元生產方面取得進展,隨著量子晶元EDA軟體的出現,代表著我國在晶元技術方面的重大突破,ASML的光刻機將不再成為中國晶元產業發展的重大障礙。
近10年來,中國一直在量子計算方面走在世界前面,早在2011年中國就建立了量子衛星技術研究,2016年中國發射了首顆量子衛星--墨子號,此後量子技術開始進入快速發展階段,推動了中國量子計算產業加快推進實際應用。
到如今中國已先後發布了「九章一號」、「九章二號」量子計算機原形,並且有更多科技企業加入其中,阿里巴巴研發了超導量子技術,華為則公布了量子晶元專利,在諸多民營企業的加入後,量子計算技術進入民用將是遲早的事情。
隨著量子計算技術的推進,量子晶元的研發也就到了需要實施的階段,本源電子恰恰是在量子晶元研發方面居於國內領先的企業之一,它已先後建立國內兩家工程化量子晶元實驗室,代表著我國自主研發量子晶元的落地。
這兩年美國頻頻就它掌握的EDA軟體對中國晶元企業發難,這讓中國認識到研發自主EDA軟體的重要性。EDA軟體被稱為晶元之母,因為它將晶元設計企業和晶元製造企業聯結起來,晶元企業用EDA軟體開發出複雜的晶元,然後再將數據傳輸給晶元製造企業,如此晶元才能被生產出來。
本源電子作為國內量子晶元的領先企業之一,在剛開始發展量子晶元不久,就開發出自主的量子晶元EDA軟體,無疑是未雨綢繆,從根本上建立國產量子晶元的體系,避免日後在量子晶元的設計和生產方面受制于海外。
中國在晶元設計方面其實已達到全球先進水平,華為研發的麒麟晶元與美國的蘋果和高通開發的晶元處於同一水平;在伺服器晶元方面,國產晶元企業申威研發的晶元應用於超級計算機太湖之光,太湖之光的計算性能在全球居於領先地位,被廣泛應用於高性能計算(HPC)、人工智慧(AI)和大數據融合應用場景。
目前阻礙國產晶元的主要是生產製造工藝,國產晶元製造工藝雖然已達到14nm,但是光刻機還較為依賴光刻機巨頭ASML,而ASML至今未能向中國交付EUV光刻機,導致中國在開發先進工藝方面面臨困難。
為此中國開始大力發展28nm等成熟工藝,滿足國內近七成的晶元需求,而對於更先進的晶元除了繼續依靠現有的設備發展之外,那就是開闢新道路,而量子晶元、晶元材料等方面就是中國發展的新路徑。
如今本源電子在量子晶元技術方面已取得重大突破,可以說中國在開闢晶元新道路方面已取得進展,另一條道路則是晶元材料,這方面中國也在持續推進。
在第三代半導體材料如氮化鎵、碳化硅方面都已取得突破,這將有力提升現有的晶元性能;在更關鍵的第四代晶元材料石墨烯方面,中國也已在快速跟進,目前中國已大量申請石墨烯技術,美國也積極研發石墨烯技術,其中美國初創企業SkyWater就已計劃將碳納米管引入晶元製造行業,如此可以90nm工藝生產出比7nm工藝晶元更要強50倍的晶元。
凡此種種都說明中國正積極擺脫對海外晶元技術體系的依賴,一旦量子晶元、碳基晶元技術量產,那麼光刻機將不再阻礙中國晶元產業的發展,中國晶元產業甚至可望由此登上世界頂峰,這應該是包括ASML在內的諸多海外晶元產業鏈企業所不希望看到的結果。