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量子芯片还用光刻机吗?有什么进展?

2020-07-24 20:02阅读(177)

量子芯片还用光刻机吗?有什么进展?:由于光刻机买不到最先进的产品,芯片工艺落后于台积电,为什么不改变我们的思路呢?目前,我们很难赶上世界光刻机和芯片制

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由于光刻机买不到最先进的产品,芯片工艺落后于台积电,为什么不改变我们的思路呢?目前,我们很难赶上世界光刻机和芯片制造技术的发展水平。

  据中科院有关专家采访,

  在经过中国科学院院士的不懈努力,我国自主开发的2种纳米芯片技术在关键技术上取得了重大突破。

  最近有网友提出,为什么不改变一种思维方式呢?专注于量子芯片、光学芯片技术的研究和开发,以达到一种超越的方式。最近,网上出现了很多关于量子芯片的新闻。

  确实,我们是否能正确地改变我们的想法,但最基本的工业系统仍然必须努力发展,团结全国和所有能够团结一致的力量,打破美国的技术障碍。

  重要的是要知道,世界芯片技术的研究和发展仍然主要以5纳米技术为基础,并试图探索3纳米芯片的研究和开发。中国科学院在2纳米芯片领域的宣布已经是世界前沿的一项突破,也将被视为我国芯片技术发展史上非常耀眼的一步。

  美国对限制的武断政策给高通带来了一个黑暗时刻。因为世界其他国家都会担心科技企业,也许有一天会轮到他们自己。因此,不仅是国内企业,还有韩国和日本,都有意或无意地降低了对高通的依赖。

  国内小米、奥普开始转向联发、体和三星共同开发芯片,并与韩国和日本公司达成战略。

  革命性技术的出现将使最初的垄断巨头瞬间崩溃。下一代光学芯片和量子芯片即将问世。

  现在中国不能只盯着硅片,把太多的精力放在忽视尖端技术的积累上,总是跟在别人的屁股后面。硅片要发展,基础科学研究不能丢,双手要硬!

  如果我们在量子芯片的开发上取得成功,它将具有深远的意义。届时,美国主导的西方硅芯片垄断体系可能崩溃。你认为我们能绕道超越西方技术吗?

  当时,美国走数字化道路,日本不相信坚持极端研究模拟信号,最终落后于美国!那你为什么不研究量子芯片光学芯片呢?如果它能工作呢?

  中国的智慧从来没有被摧毁过,中国想要做的事情肯定会实现的。

  一切皆有可能,技术总是颠覆性的,时代在变化,我相信这是一个伟大的创新!

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量子芯片就是将量子线路集成在基片上,进而承载量子信息处理的功能。借鉴于传统计算机的发展历程,量子计算机的研究在克服瓶颈技术之后,要想实现商品化和产业升级,需要走集成化的道路。超导系统、半导体量子点系统、微纳光子学系统、甚至是原子和离子系统,都想走芯片化的道路。从发展看,超导量子芯片系统从技术上走在了其它物理系统的前面;传统的半导体量子点系统也是人们努力探索的目标,因为毕竟传统的半导体工业发展已经很成熟,如半导体量子芯片在退相干时间和操控精度上一旦突破容错量子计算的阈值,有望集成传统半导体工业的现有成果,大大节省开发成本。

半导体的产业链非常之长,做一个芯片最起码需要IC(集成电路)设计、芯片制造、封装、测试四个基本步骤。阿里此次投资成立的平头哥是做IC设计的,而我国最不落后的恰恰就是IC设计,拥有包括华为海思、紫光展讯等等一大批还算有实力的企业。

中国芯片落后于人主要是指芯片制造环节落后于人,而芯片制造落后于人主要是光刻机落后于人。据重器君了解,我国目前成功商业化的光刻机最高分辨率只能达到90纳米,而荷兰的ASML早就量产了7纳米光刻机,正在向5纳米及以下进军,两者差距最乐观估计也在10以上。

中国在光刻机上与国外差距巨大

可以说,IC设计只要程序员肯花时间敲代码,几个月就能设计出一款高端手机芯片。而半导体加工设备以及芯片制造上的差距,没有数十年如一日的科技积累和上万亿的资本砸下去是绝对抹不平的。

与此同时,我国的芯片进口却屡创新高,今年前半年就进口了1467.05亿美元的芯片,比去年同期暴增35%。我国芯片对外依存度远远超过石油对外依存度,时刻都有被人掐脖子的风险,这对我们这个追求独立自主、谋求民族复兴的国家来说是不能忍受的。

半导体大基金才是中国芯片崛起的关键

于是在2014年,由国家财政、国开金融、中国烟草、中国移动等国有资本共同出资成立半导体大基金,第一期募集1387亿人民币,第二期募集资本预计超过2000亿人民币,以此为基础撬动上万亿资金来扶持中国整个半导体产业链。这才是中国芯片崛起的根本,阿里在这样的大手笔面前,简直就如同过家家。

当然了,多一个人就多一分力量,马云最起码心里还想着搞芯片,比那些搞房地产、卖广告、卖游戏的不知道高到哪里去了。





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感谢您的阅读!

【量子芯片会不会是我们突破光刻机束缚的最主要方式?现在的量子芯片进展如何】

从目前来看,我觉得我们听到的所有突破的内容,很多都是新闻上的。比如之前的中科大和浙大的都采用了高量子比特芯片,并且还通过实验验证了24-Qubit 量子芯片的正确性;浙大方面,经过多家研究院的合作,合作开发出具有 20 个超导量子比特的量子芯片,实现全局纠缠,更是刷新了固态量子器件中生成纠缠态的量子比特数目的世界纪录。

我们在最近还知道的是,南京大学的马小松教授团队通过对芯片上光子的路径模式进行编码,最终实现了有源集成光量子芯片。可以说不管是中科大、浙大还是南大,可以说在量子芯片领域,我们确实走在了前沿。

现在的芯片技术是实际上通过光刻机等进行光刻,多道程序实现芯片的制成;而量子芯片需要量子计算,而数字集成电路芯片进行的是数字计算,从这个角度,就能发现它们的本质的不同。而且据说新加坡南阳工业大学开发了正常芯片百分之一大小的新型量子通信芯片,说明相比现在的芯片,除非是技术方面能够达到量子芯片光刻机的要求,否则很难达到量子芯片的要求。

其实,我们觉得量子芯片更多只是在实验室中,虽然我们对于它的期待值很高;但是,至少有相当长一段时间,它还是处于一种实验室的路子。我们确实期待在光刻机领域有所作为,不过还是需要一定的时间的。

好在我们在别的方面已经不断的提升或者打破国际的技术束缚,比如武汉光电国家研究中心的一家团队据说已经成功推出了一台9nm光刻机通过使用远场光学,雕刻最小线宽为9nm的线段,实现了从超分辨率成像到超衍射极限光刻制造的突破和创新。因此,我们应该保持绝对的期待。

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量子芯片还用光刻机吗?有什么进展?对于芯片来说其实光刻机是无法绕开的,因为生产制造芯片就是需要光刻机的,那么现在有一种全新的量子芯片,还需要使用光刻机?下面和大家一起来说一说。

何为量子芯片


简单的来说,就是将量子线路集中在芯片的基带里面,那么通过这种方式,可以实现芯片承载量子信息处理的一种功能。

但是现在的量子芯片在技术上面已经遇到瓶颈了,如果说想要在量子芯片上面实现商业化的话,那么就需要走成半导体的路线,而这些年我们国家在量子芯片领域所取到的成绩也是非常不错的,更是研发出来中国的24位量子比特量子芯片。

这类型的芯片对于用户来说,其实在性能方面更加强劲,而且芯片的体积更小,能够具备目前智能手机芯片的所有功能,所有对于将来的手机行业芯片的发展,量子芯片还是非常值得期待。

量子芯片现在有何进展

现在量子芯片一直都是大家所关注的地方,那么为何会出现这样的问题,其实这个主意还是和量子芯片所具有的优秀拓展性和集成性为主的。

而且研发量子芯片能够有利于我们打破外国芯片的垄断,这也是非常重要的事情,是具有划时代意义。

而现在量子芯片最新的进展就是我国企业率先的研发出来与之相关的量子芯片,同时能够打破外芯垄断。


最后,对于说量子芯片来说,确实是值得用户所使用和期待的,而且对于我们自主研发也是有非常大的意义,那么大家还有什么不同的看法,可以在下方留言,咱们一起探讨!

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    量子芯片对光刻机的依赖程度会很小。因为,传统的计算机、手机处理器芯片逻辑门是晶体管(0和1)高低频电路,而量子芯片并不是逻辑门的原理(0和1),我国能够通过量子芯片实现弯道超车吗?

    传统的芯片制造

    我们日常生活中用到、看到的电子设备,比如手机、电脑、电视等,都离不开芯片,而芯片是由数以万计的晶体管构成的,华为的麒麟990 5G处理器只有指甲壳大小,集成了103亿个晶体管。单个晶体管的结构如下图所示▼。

    生产芯片的关键设备之一是“光刻机”。目前,最先进的光刻机是荷兰ASML的EUV光刻机,台积电、三星已经利用EUV光刻机,制造出了5nm制程工艺的芯片,华为的下一代处理器麒麟1020将会采用台积电的5nm制程工艺。


    我国生产光刻机最先进的企业是上海微电子,目前只能量产90nm制程工艺的光刻机。大陆的晶圆代工厂中芯国际,早在2018年就成功预定了一台荷兰ASML的EUV光刻机,因为很多原因,至今未收货,一定程度上限制了中芯国际研发新工艺的脚步。

    量子芯片

    随着摩尔定律的终结,在后摩尔时代,为了提高运算嘟嘟,不少科学家提出了量子计算机。量子计算机的核心是量子芯片。

    量子芯片集成了大量的量子逻辑单元,可以执行量子信息处理过程,比如量子化学模拟,量子人工智能等,突破了传统计算机的算力极限。

    目前,超导系统、半导体系统、离子陷阱系统等,都是相应量子芯片的研究,然而未来量子芯片采用哪种技术路线,还未有定论。

    我国的本源量子和中科大合作研发了“玄微”,是第一代半导体二比特量子芯片,本源量子还自主研发了“夸父”,第一代超导六比特量子芯片,距当前国际先进水平只有一步之遥。


    总之,传统的IC芯片,已经到了7nm、5nm、3nm,很快就到了极限,摩尔定律已经失效,制造业的光刻机也会遇到光衍射的问题。未来量子计算、量子芯片、生物芯片将会是一个全新的世界。

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许多的回答者其实都是半知不懂(包括本人),可能他自己说的自己都不懂。量子学科不仅仅是一门深奥的科学理论,也是近年来一直是科学前沿的高深领域,放在这里讨论的意义不大,理解不到位也说不清楚明白。

个人对量子领域的简陋理解:

其实早在30多年前,物理学家费曼就提出利用量子构建计算系统。量子计算在金融分析、药物研究、材料制备、半导体等领域都具有很大优势。

我们知道,经典计算机是用0和1二进制的方式储存与处理数据,非0即1。那量子计算强在哪里?它的基本计算单元「量子比特」可以同时是0和1,即允许“叠加态”共存。这便是量子计算的不可思议的并行计算能力。可操纵的量子比特数量增加将会让量子计算的运算能力实现指数级增长,从而远超传统电子计算机的性能。

就好比此前的例子,曾经有科学家用1600台计算机,花了8个月的时间,成功分解了一个129位大数的质因数,如果用量子计算机可能只需几秒钟的工夫。

量子芯片目前在半导体领域的进展?

常听说量子计算在金融分析、药物研究、材料制备、半导体等领域都具有很大优势。那就半导体领域而言,量子芯片又有了哪些进展?

  • 中科大:24 位量子比特量子芯片。

具体细节描述我也没看明白。大概是说中科大和中科院的研究团队采用一块 24 量子比特(Qubit)的量子芯片进行试验。通过对超过20个超导量子比特的高精度相干调控,实现了Bose-Hubbard梯子模型多体量子系统的模拟。

  • 20位量子比特量子芯片。

全球顶级学术期刊《Science》在2019年8月9日的时候,刊登了中国学者在量子计算研究中的新进展。这项成果由浙江大学、中科院物理所、中科院自动化所、北京计算科学研究中心等国内单位组成的团队通力合作。

研究团队开发出具有20个超导量子比特的量子芯片,并成功操控其实现全局纠缠。虽然量子比特数没有达到 24,但是该芯片成功操控其实现全局纠缠,刷新了固态量子器件中生成纠缠态的量子比特数目的世界纪录。

量子芯片的发展前景?

当前火热的AI、物联网、VR、大数据、云计算也都离不开芯片的支撑。而芯片制作完整过程包括芯片设计、晶片制作、封装制作、测试等几个环节,其中晶片制作过程尤为的复杂。

目前光刻机顶尖水平在7nm EUV,并向5nm工艺迈进。技术上来说光刻机的精度可以继续提升,但在越来越小的线宽下,芯片上的器件和线路的可靠性会变得越来越差。

而量子芯片就是将量子线路集成在基片上,进而承载量子信息处理的功能。那倘若随着未来芯片的工艺尺寸的发展,也克服了量子计算的瓶颈技术之后,是否意味光刻机并不是硅基芯片的终结者,量子芯片才是下一代技术?

但仍然值得一提的是,量子计算虽然已经问世,但目前乃至长期都还处于研发实验室阶段,距离能解决实际问题可能还需要比较漫长的一段时间。

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量子芯片有不同的基材,自然需要不同的制造设备。中国在量子芯片方面是领先魔国的,其所用制造设备当然也是领先的,并且是自主产权。

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半导体量子芯片目前应该还是需要用到光刻机,量子芯片是通过传统芯片和量子相结合,但是碳基芯片使用的纳米碳管搭建,不需要光刻机。

目前我国的量子芯片处于世界领先的状态,屡次突破世界记录,并且由我国中科大、浙江大学等科研团队共同努力下,已经成功的研发出“24位量子比特量子芯片”,在量子芯片领域取得了新突破。

量子芯片的优势

量子芯片的优势在于量子的可纠缠性和并行能力,量子的纠缠性就是说当你移动或者触发其中一个量子的时候,另外一个量子也会发生变化,因为其量子的不可能测量性很多科学家都想尽了办法,最终还是没有办法突破,所以正式因为如此,使用量子芯片制作的量子计算机传输的数据,几乎没有任何人能够就行破解。

不光如此,量子芯片的并行运算能力也是非常厉害的,量子芯片里面拥有无数个量子晶体管,通过激发后,量子的速度可以突破传统物理芯片的极限,并且量子计算机的存储方式是指数形式的,如果将量子位提升到300个,就能存储比宇宙中所有原子还要多的数字,除了能同时并行运算,还可以进行逆运算,量子计算机的性能或将是传统计算机的上万甚至上百万倍,为我们以后进行太空探索提供非常大的帮助。

量子芯片的缺点

量子作为一个最小且不可分割的单位,想要操控它可并不容易,并且在自然环境中它的形态变化是很难受到控制的,想要控制它只能在零下220℃的温度下进行。这样在制作过程和设备上都有着非常大的困难,特别是在芯片的材料上面。

总结

除此之外,相对于传统的物理芯片,量子芯片的主要工作方式是通过量子跳跃来实现的,需要的电流也是微乎其微,这样就导致了量子芯片的功耗非常低,也不会产生较大的热量。

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从来就没有量子芯片,以后也不会有,因为自然界就没有量子,最多做到光通道芯片。

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不过,以前纳米潮,即什么都打上纳米标签。现在量子潮又来了,比如量子眼镜、量子茶杯等等要3000多元人民币,许多有钱的人买了,自慰说效果好。奸商借量子赚了一把。