
本周,在比利时举办的 ITF World 大会上,半导体界的顶级大脑 imec 展示了一个足以让量子计算圈和芯片制造圈同时起立鼓掌的成果:
他们利用阿斯麦(ASML)那台造价超过 3 亿美元的 High NA EUV(高数值孔径极紫外光刻机),成功制造出了全球首款集成硬件设备——一个硅量子点比特器件。
如果你对 High NA EUV 有所耳闻,大概知道它是为了 2nm 甚至更先进的 AI 逻辑芯片准备的大杀器。
但 imec 这次的操作有点降维打击的意思:他们觉得,既然全人类都在为了 AI 卷制程,那未来的量子芯片也该配上这台最贵的影印机。
长期以来,量子计算在外界看来更像是实验室里的手工艺品:昂贵的稀释制冷机、密密麻麻的缠绕电线,以及脆弱得稍纵即逝的量子比特状态。
而 imec 想做的事非常清醒且务实,把量子大神的“神坛”搬进普通晶圆厂的 300mm 流水线里。

图|采用 imec 优化的、与 300 mm晶圆厂兼容的集成工艺制备的硅 MOS 量子点结构(来源:imec)
这次展示的芯片采用了所谓的硅量子点自旋比特。
这种方案最大的魅力在于:它利用现有的硅工艺制造出极微小的纳米结构作为电子笼子,把电子关在里面,用它的自旋状态来存信息。
因为这种路径与制造传统计算机芯片的 CMOS 工艺高度兼容,业界给它起了个外号,叫“工业级量子比特”。
最考验手艺的地方在于,这些电子笼子之间的距离必须小到令人发指。
imec 的团队这次硬生生地把栅极间距缩减到了 6 纳米。

图|采用重叠栅极的三量子点结构示意图。黄色圆点表示电子。栅极位于三个不同的层中:GL1、GL2 和 GL3 (来源:imec)
为什么要这么挤?
imec 的专家 Kristiaan De Greve 解释得很形象:量子点之间的悄悄话(耦合强度)随距离指数级增长,稍微远一点,信号就没了。而且,这种高精度的刻画能极大地减少环境里的噪音,让量子比特工作得更稳。
既然这么费劲,为什么非要死磕硅基技术?
imec 的量子集成工程师 Sofie Beyne 表示:“我们可以借助数十年来在半导体领域的创新成果,并充分利用硅技术的完整生态系统,将量子器件从实验室阶段推进到大规模、可量产的系统,这正是基于硅的量子比特具有明显优势之处。”
当然,这并不意味着量子计算机下周就能量产。但这个世界第一释放了一个强烈的信号:High NA EUV 不仅是 AI 的燃料,也将是量子硬件的点金石。
当这种顶级光刻技术开始介入,原本停留在图纸上的百万级量子比特芯片,未来,可能真的要从 PPT 走向现实了。
引用:
[1]https://www.hpcwire.com/off-the-wire/imec-debuts-1st-quantum-dot-qubit-device-built-with-high-na-euv/
[2]https://www.belganewsagency.eu/imec-achieves-world-first-in-quantum-chip-production
[3]https://thequantuminsider.com/2026/05/19/imec-quantum-dot-qubit-high-na-euv-lithography/
[4]https://www.imec-int.com/en/articles/si-mos-quantum-dot-spin-qubits-roads-upscaling

联系与爆料: Qtumist_info@163.com

延 伸 阅 读