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

2026-07-10 10:13:16来源：互联网

6月15日，天津，中核集团旗下核工业理化工程研究院对外发布重磅成果：丰度超过99.99%的硅-28同位素实现公斤级量产。中国科学院院士俞大鹏评价这一突破解决了硅基量子计算的燃眉之急，中国工程院院士雷增光则指出，此举补齐了国内产业链的关键环节。

从2010年首次实现99.5%丰度的技术突破，到2025年建成完整生产系统，再到2026年落地公斤级量产，这场针对超高丰度硅-28的研发攻坚耗时超二十年。不同于实验室样品，此次量产通过了中国计量院的第三方认证，实测丰度达99.9969%，且具备年产公斤级的工业化连续生产能力——要知道，此前硅-28的科研用量多以克甚至毫克计算，公斤级产能意味着国内已完全掌握规模化制备的核心技术。

天然硅中硅-28占比仅92.2%，剩余7.8%为硅-29和硅-30，而硅-29的原子核自旋会干扰量子比特相干性，直接影响量子计算性能。要将硅-28丰度提纯至99.99%以上，难点在于三种硅同位素化学性质完全一致，仅中子数存在微小差异，对设备精度和工艺控制要求极高。核理化院依托30余年稳定同位素研发积淀，攻克设备、系统、控制三大核心难题，先后推翻十几套设计方案，最终通过底层理论建模确定最优技术路线，实现了多点位高精度的工艺控制。

此次量产最直接的价值在于打破进口垄断、掌握定价权。此前高丰度硅-28完全依赖进口，不仅价格高昂，还面临物流中断、结算受阻等不可控风险。核理化院相关负责人表示，自主量产后产品售价显著低于进口价，随着产能进一步释放，价格还有望持续下调。目前该院已与国内多数硅基量子计算科研单位建立合作，今年下半年，采用国产超高丰度硅-28制备的硅基量子芯片有望公布实测结果。

超高丰度硅-28的应用覆盖三大前沿赛道：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工艺高度兼容，未来规模化量产必须以硅-28衬底为基础；先进制程半导体是远期规模最大的市场，3纳米及以下制程中电子量子隧穿效应导致的不良率问题日益突出，替换高丰度硅-28可显著提升材料导热性能和载流子迁移率，甚至有望绕开部分设备瓶颈实现性能追赶；精密计量则是基础需求，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，支撑国际单位制“千克”等标准物理量的重新定义。

量产消息发布当天，半导体、量子科技概念股集体异动，但也出现了市场误读——中核科技因名称关联被误认为是硅-28量产主体，连续三日涨停后发布澄清公告，称其主营业务为工业阀门，未涉及硅-28相关业务。这一事件折射出，硅-28从技术突破到产业链真正落地，仍需时间梳理清晰的受益标的。当前全球量子计算市场正处于快速增长期，国内量子纠错已突破阈值，但从材料量产到下游芯片规模化应用，仍需5至10年的技术迭代周期，产业长期价值有待逐步兑现。

值得关注的是，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，构建起覆盖基础科研、前沿科技、高端制造等领域的稳定同位素材料平台，为国内多条高端产业链筑牢上游根基。