重磅消息!中国再获史诗级突破,振奋程度丝毫不输当年的两弹一星!中核集团正式官宣:我国首次实现丰度 99.99% 以上硅 - 28 同位素自主量产,这一技术突破的分量,堪比当年原子弹研制成功。
有些重大突破,登场时火光冲天;有些重大突破,却安静得像实验室里的一小瓶粉末。硅-二十八显然属于后者。
它看着不起眼,身后牵着的却是量子计算、先进半导体、高端导航和计量基准等一串前沿领域。这块安静的材料,藏着的可不是安静的未来。
二〇二六年六月十五日,中核集团发布消息,我国科学家在稳定同位素富集与高纯硅制备领域取得关键性突破,首次成功实现丰度超过百分之九十九点九九的硅-二十八同位素自主量产,产品关键指标达到国际先进水平。
到了六月二十一日,天津市人民政府网站披露了更具体的进展:这项成果已经实现公斤级、高丰度稳定量产。这也成为截至二〇二六年六月二十二日可以查到的最新权威信息。
“公斤级”三个字,看着朴素,分量却不轻。实验室偶尔制出一点样品,证明的是技术路线可行;能够稳定量产,考验的则是设备、工艺、控制、纯化和检测整套体系。
前者像厨师试做一道菜,后者则是餐厅天天开门,味道还不能忽咸忽淡。能够从样品走向稳定生产,才算真正跨过科研成果产业化的门槛。
天然硅并不是清一色的硅-二十八,而是由硅-二十八、硅-二十九和硅-三十共同组成。其中,硅-二十八天然丰度约为百分之九十二点二,硅-二十九约占百分之四点七。
问题恰恰出在部分硅-二十九身上。它具有原子核自旋特性,会给硅基量子计算带来干扰,影响量子比特运行的稳定性和精度。
硅-二十八的原子核自旋为零,能够大幅减少环境噪声干扰。量子比特本来就十分“娇气”,一点杂音都可能影响工作状态。
普通计算机怕断电,量子计算机还怕周围太吵。高丰度硅-二十八做的事情,就是给量子芯片准备一间更加安静的“运算室”。
把丰度由百分之九十二点二提高到百分之九十九点九九以上,可不是拿筛子晃两下那么简单。同位素之间化学性质极其接近,科研人员需要在微观尺度识别细微差异,再把目标同位素持续富集起来。
官方报道把这项工作形容为在原子尺度开展一场精密外科手术。只要混进少量杂质,产品性能就可能无法满足硅基量子计算的严苛要求。
核工业理化工程研究院数年前已经研制出丰度超过百分之九十九点五的硅-二十八产品,但当时的纯度仍无法满足应用标准。
此后,科研团队持续迭代专业设备与自动控制系统,攻克专用装备研制、系统设计建设和超高精度丰度控制三项核心技术难题,终于把“做得出”推进到做得纯、做得稳、还能批量做。
这一步为什么重要?因为高丰度硅-二十八过去高度依赖进口,不仅采购价格较高,供货也不够稳定。关键材料如果总要看外部供应节奏,再漂亮的芯片设计也可能陷入“锅已经烧热,米还堵在路上”的尴尬。
实现自主量产后,国内硅基量子计算研发就多了一条更加稳定的材料供应渠道。材料问题不会再像过去那样,动不动就在关键节点上“踩一脚刹车”。
目前,国产高丰度硅-二十八已经向相关高校、科研院所和企业寄送样品,开展性能测试。天津方面公布的信息显示,各项测试结果优异,产品品质不低于同类进口产品。
随着后续产能逐步释放,生产成本还有望继续下降,为国内量子科技和高端半导体研发减轻材料负担。
硅基量子计算是此次突破最受关注的应用方向,但硅-二十八并非只会“一招鲜”。新华社、央视等权威媒体均提到,它还可以为先进制程半导体、高端导航、计量基准等前沿科技领域提供关键材料支撑。
这意味着,此次成果不是给某一台设备换了一个零件,而是在补产业链底层材料的一块短板。基础材料平时不爱抢镜,一旦缺席,整条技术路线就可能卡壳。
它很像舞台下面的地板,观众通常不会盯着看。但地板不稳,台上的动作再精彩,也得一步三回头。
更值得关注的是,这并非一次偶然的单点突破。核工业理化工程研究院近年来已实现钼、碲、镍、锌、硅、镱等十二种元素、二十六种稳定同位素的生产,并持续推动同位素分离、纯化和转化技术走向工程化、产业化。
国家层面的布局也早有安排。《核技术应用产业高质量发展三年行动方案(二〇二四至二〇二六年)》明确提出,要开展高丰度、高化学纯度稳定同位素分离和纯化技术研究,打通稳定同位素产业链。
该方案还把硅-二十八列入常用或战略急需稳定同位素的科研生产范围。此次量产突破,正是国家需求、科研攻关与产业落地相互衔接的结果。
