芯片製造的難題
芯片是半導體材料的主要應用，自從1958年傑克·基爾比研製出第一塊集成電路之後，全球的芯片產業便拉開了序幕。在過去的半個多世紀裡，芯片的主要原材料都是通過沙子提純出來的單晶硅，直到現在硅基芯片仍然是整個市場的主流。
一顆硅基芯片的誕生需要經歷設計、生產和封測三個過程，其中每一個環節都尤為關鍵，而生產製造更是重中之重。由於芯片是微觀電路的集合體，科研人員只有通過各種精密設備才能掌握核心的製造技術，這是全球半導體行業共同的發展方向。
從某種意義上來說，半導體設備在芯片產業中扮演著非常重要的角色，一旦缺失，芯片的發展就會陷入瓶頸。這也是目前國產芯片急需攻克的主要問題，其實國內的芯片設計水平並不遜色於國外，只是在設備方面有所差距而已。
舉個簡單的例子，光刻機作為製造芯片的必需設備，被看作是人類能生產出來的最頂尖的機器，其複雜程度超出了一般人的想象。而就如今的情況來看，全球最先進的光刻機都集中在荷蘭的ASML公司，國內想要得到它的支持沒有那麼容易。
先不說美國於去年制定了芯片規則，導致幾乎所有的半導體廠商都不能自由出貨，就單論《瓦森納協議》的影響，ASML也無法向國內出口高端光刻機。之前，國內大陸最大的芯片代工廠中芯國際曾有意從ASML進口一臺EUV光刻機，但至今仍未到貨。
在這種局面下，國內只好自主研發國產的光刻機，希望能擺脫對ASML及國外技術的依賴。於是美國規則生效之後，華為和中科院都宣佈了入局光刻機領域的決定，這給了國人很大的信心，同時也為國產芯片的崛起注入了全新的希望。
中國量子芯片再次“破冰”
但需要注意的是，光刻機的突破需要長時間的積累，不是一朝一夕就能完成的。所以現在國產芯片缺的既不是材料，也不是設備，而是時間。為了爭取早日實現自主化的目標，除了研發光刻機之外，國內還在尋找新的方向，而量子芯片就是一個突破點。
據媒體報道稱，近日國內南方科技大學的賀煜團隊利用顯微鏡技術，成功地構建了13nm的磷原子量子芯片，邁出了第一步！這意味著中國量子芯片再次“破冰”，讓芯片製造變得更加簡單了。
之所以這麼說，是因為量子芯片與傳統的硅基芯片有本質的區別，不僅性能更強大，還擺脫了設備的束縛。顧名思義，量子芯片就是量子計算機的專用處理器，其運算速度領先了目前所有的硅基芯片，一旦取得進展，國內的“彎道超車”就會變成現實。
據瞭解，13nm的量子芯片雖然算不上是最頂尖的，但是卻有一個明顯的優點，那就是在保證性能的同時，不需要重新建立起一套製造方案，完全可以利用現有的設備。也就是說，儘管量子芯片和硅基芯片的材料不同，但生產設備可以共享。
而且更重要的是，量子芯片為國內的半導體行業提供了新的思路，既然在硅基芯片方面無法超越國外，何不尋找其它的半導體材料呢？不止量子芯片，還有石墨烯晶圓和“金剛石芯片”，這些都是國產芯片後來居上的機遇。
寫在最後
可能很多人都在想，如果國內的量子芯片真的做出了成績，那麼有沒有與之相匹配的量子計算機呢？答案是肯定的，之前由潘建偉院士團隊研發出的“九章”量子計算原型機已經正式登場了，並且領先了美國谷歌公司的量子計算機一大截！
值得一提的是，此次突破量子芯片的賀煜正是潘建偉院士的“關門弟子”，在二者的共同努力下，國內的量子計算事業已經達到了頂尖水準。相信以後無論是量子芯片還是量子計算機，國內都能取得主動權，進而爭取到更好的發展空間。
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