6月15日天津：中核核理化院量产超高丰度硅-28 终结二十年进口依赖

2026-06-30 10:13:56来源：互联网

6月15日，天津传来重磅产业消息：中核集团旗下核工业理化工程研究院宣布，丰度超过99.99%的硅-28同位素实现公斤级量产，实测丰度达99.9969%，且通过了中国计量院的第三方认证。中科院院士俞大鹏评价这一成果“解决了硅基量子计算的燃眉之急”，工程院院士雷增光则指出，此举补齐了产业链关键环节。从2010年实现99.5%丰度的初步突破，到2025年建成生产系统，再到2026年落地量产，这场国产超高丰度硅-28的攻坚之路，整整走过了二十余年。

天然硅中，硅-28的自然丰度仅为92.2%，剩余7.8%为硅-29和硅-30。在量子计算场景中，硅-29原子核自旋产生的磁噪声会干扰量子比特的相干性，毫秒级与微秒级的相干时间差距，对应着成百上千倍的计算能力落差。要将硅-28丰度提纯至99.99%以上，难度极大——三种同位素化学性质完全一致，仅靠中子数的微小差异实现分离，对设备精度和工艺控制的要求近乎苛刻。

依托30余年稳定同位素研发的技术积淀，核理化院科研团队攻克了设备、系统、控制三大核心难题。他们从底层理论出发重新建模，反复摸索技术路线，先后推翻十几套设计方案才确定最优路径，最终研制出专用设备、搭建起复杂工艺系统，实现了多点位的高精度精确控制。此次量产的直接价值，在于夺回了定价权：此前高丰度硅-28完全依赖进口，不仅价格高昂，还常面临物流中断、结算受限等不可控风险。自主量产后，产品售价显著低于进口价，且随着产能释放还有进一步下降空间。目前，核理化院已具备工业化连续生产能力，技术上可支持规模化扩产，且已与国内多数硅基量子计算科研单位建立联系，今年下半年，基于国产超高丰度硅-28的硅基量子芯片有望公开测量结果。

超高丰度硅-28的应用场景覆盖三大前沿赛道：量子计算是当前最迫切的需求领域，硅基量子计算路线与传统半导体制造工艺高度兼容，未来规模化量产必须依托主流晶圆制造工艺，而硅-28衬底是这一路线的必要前提；先进制程半导体是远期规模最大的潜在市场，随着芯片制程向3纳米及以下演进，电子量子隧穿效应导致的不良率问题加剧，用高丰度硅-28替换天然硅特定层，可凭借更规整的晶格结构提升导热性能与载流子迁移率，甚至可能实现约一代制程的性能增益，还为国内半导体产业提供了绕开设备瓶颈的替代方案，目前相关实验对接已启动；精密计量则是稳定性最高的基础需求，高纯硅-28制成的单晶硅球可用于精确测定阿伏伽德罗常数，这一数值直接影响国际单位制中“千克”的定义，是国内多项标准物理量重测的核心材料。

量产消息发布当天，资本市场迅速反应，多只相关概念股异动，但随后涉事企业发布澄清公告，说明自身未涉及硅-28业务，折射出当前A股尚无直接对应量产主体的上市公司，资金更多是基于产业链逻辑的主题博弈。从产业周期看，当前全球量子计算市场正快速增长，国内量子纠错已越过阈值，容错计算正从理论走向工程验证，但从材料突破到下游芯片规模化应用，仍需5至10年的技术迭代周期，短期市场情绪虽能推高股价，产业长期价值仍需时间兑现。

值得一提的是，此次硅-28量产并非孤立成果。核理化院已掌握12种元素、26种稳定同位素的制备技术，“十五五”期间计划将产品扩展至20种元素、30种以上，正在构建覆盖基础科研、前沿科技、高端制造等领域的稳定同位素材料平台，为我国相关产业链上游筑牢技术壁垒。