中国行业发展报告

【摘要】　　1月14日，C114网讯，量子科学与技术是二十一世纪的重要研究领域，引领着物质科学和信息技术的巨大变革。量子传感与精密测量作为量子信息领域的重点研究方向之一，在现实世界有着极富前景的应用。近日，华中科大物理学院量子传感与量子信息实验室蔡建明教授团队提出一种量子临界动力学增强的量子传感新方法，该方法为实现基于量子临界现象的量子传感，突破标准量子极限并达到海森堡极限测量精度，提供了一种新的途径。研究团队通过设计量子体系哈密顿量特定的对易条件，进而保证体系呈现出来的量子临界动力学效应不再依赖于量子基态。研究团队以量子拉比模型（Quantum Rabi Model）为例，详细阐明了这一新型的量子临界传感方法的基本思想。该方法可以在离子阱、冷原子以及超导量子比特等多种量子体系中加以实现，而且可以推广到其他量子模型，比如光参量振荡器、Lipkin-Meshkov-Glick量子多体系统以及团队在前期工作中发展的非厄米量子传感探针等。以上研究工作得到国家自然科学基金的资助。

【关键词】华中科大，量子传感，新方法

【摘要】　　1月4日，集微网讯，近期，中国科学技术大学郭光灿院士团队在该领域取得重要进展，团队中的李传锋、周宗权研究组首次研制出“按需式读取”的可集成固态量子存储器。量子存储器是构建大尺度量子网络的核心器件。而按需式读取，是指光子写入存储器以后再根据需求决定读出的时间，这对实现量子网络中的同步操作等功能至关重要。但目前国际上已有的可集成固态量子存储器均基于简单的原子频率梳方案，读出时间在光子写入之前预先设定，无法按需读取。李传锋、周宗权研究组长期致力于固态量子存储器研究，近年来发展了激光直写技术，在稀土掺杂晶体上制备可集成量子存储器。近期，为实现按需式读取，他们采用了一种改进的量子存储方案，即电场调制的原子频率梳方案，通过引入两个电脉冲可实时操控稀土离子的演化，从而控制存储器的读出时间。使用飞秒激光等技术，研究组首次研制出按需式读取的可集成固态量子存储器，存储保真度达到99.3%±0.2%，表明其具有极高的可靠性。该成果对实现大容量量子存储和构建量子网络都有重要意义。国际知名学术期刊《物理评论快报》日前发表了该成果。

【关键词】按需式读取，可集成，量子存储器

【摘要】　　12月30日，IT之家讯，近日，中国科大潘建伟及其同事彭承志、张强等与清华大学王向斌，中科院上海微系统所尤立星等人合作，首次在国际上实现了基于远距离自由空间信道的测量设备无关量子密钥分发（MDI-QKD）实验。这项实验成果不仅实现了将 MDI-QKD 从光纤信道拓展到自由空间信道的突破，也开启了在自由空间信道中实现基于远距离量子干涉的更复杂的量子信息处理任务的可能。据了解，MDI-QKD 协议利用双光子干涉技术消除了探测端的所有安全漏洞，无需对测量端的量子设备进行任何安全性假设，被认为是各种量子密钥分发协议中的最佳候选协议之一。该协议自 2012 年首次提出以来，已在光纤信道上得到快速发展，在距离更远、密钥速率更高和网络验证等方向取得了一系列突破。除此之外，该实验发展的相关技术为在自由空间进行量子干涉的相关量子实验开辟了道路，如量子中继器、量子网络，以及在大空间尺度中探索量子力学与广义相对论融合等基本问题。

【关键词】中国科大，量子通信，密钥分发

【摘要】　　12月23日，贤集网讯，12月22日，赛维LDK宣布，经过近10年的研发和多次测试。今天，世界首个旋式铸造单晶炉研制成功。该旋式铸造单晶炉由陈仙辉院士团队和赛维技术团队合作研制，由多晶硅铸锭炉改造而成，单炉硅锭重量可达1200kg，经测算，相比传统直拉单晶工艺，旋式铸造单晶炉制造的单晶成本大幅降低20%；同时，可以改造、升级多晶硅企业现有的多晶硅铸锭炉，盘活多晶硅铸锭设备资产，具有巨大的经济效益。业内专家分析认为，旋式铸造单晶炉一改直拉单晶传统工艺，是一项单晶制造行业颠覆性技术革新。铸造单晶技术比传统直拉单晶更适合HIT高效电池，且成本大幅降低。一经推广开来，也将极大降低单晶制造乃至光伏发电成本，对光伏高质量发展和光伏发电的普及应用都具有里程碑式的推动意义。

【关键词】旋式铸造，单晶炉，研制成功

【摘要】　　12月16日，集微网讯，来自华为官网的消息显示，日前，华为在超高速信号处理技术方向实现了突破，首次实现220 GBaud超高速信号传输（业界商用能力最高仅为95GBaud，学术研究最高水平为192 GBaud），奠定了未来向单波速率超Tbit级别传输的技术基础。据了解，华为的此项研究成果是在ECOC 2020（欧洲光纤通讯展览会）上作为PDP（Post-deadline paper，在截稿日期之后被接收的论文）论文发表时披露的。本届ECOC大会共有460篇论文参与评审，PDP文章仅有7篇，而华为的论文是唯一1篇来自中国设备商的研究成果。在超高速传送领域，通过提高信号的符号速率是利用数字相干技术实现大容量传输系统的重要研究方向之一，尤其在单波速率向超Tbit级别演进，基于高符号速率的传输系统往往可以实现更好的传输效果。当前业界商用最顶尖的单波800G传输技术采用95 GBaud 左右的信号，业界同类研究中最高速率纪录是2019年由日本NTT研究人员报道的192 GBaud。此次华为慕尼黑光通信研发团队研发人员借助新型大带宽IQ调制器以及神经元网络的非线性数字信号处理算法，首次突破200GBaud的关卡，首次实现220 GBaud超高速信号传输，刷新业界纪录，同时也为未来单波速率向超Tbit级别的技术演进奠定基础。

【关键词】华为，超高速，光传输研究

【摘要】　　12月10日，集微网讯，2020年EDA行业领军企业国微集团大动作频频，继自动化布局布线工具之后，又一款重量级产品已经蓄势待发--硬件仿真加速器即将震撼发布。国微集团研发的硬件仿真加速器就拥有高效的调试纠错能力，以及精准的功耗分析，保证了芯片验证的“精度”；大大缩短了平台建立时间、提高了编译速度和超高的仿真吞吐量，保证了芯片验证的“速度”。这款硬件仿真加速器最大特点在于可显著提升芯片或系统级设计的验证效率，帮助芯片研发企业在保证产品质量和性能的基础上缩短研发周期，对整个行业的发展具有重要意义。它的研发成功，标志着国产化硬件仿真加速技术又将迈向一个新的里程碑。

【关键词】国微集团，EDA硬件，仿真加速器

【摘要】　　11月26日，贤集网讯，11月22日，宜昌南玻光电玻璃有限公司再传喜讯：经过10个小时的紧张生产及调试，随着过渡辊道的缓缓滚动，0.18毫米超薄电子玻璃“行走”在主传动线上，成功达标量产，日产量达到10000平方米。作为电子显示产业上游关键原材料产品——超薄电子玻璃，在2010年之前一直依赖进口，经过近十年国内企业的不断发展，原先被国外厂商垄断的各厚度产品记录被逐步打破。随着5G的大规模推广运用，各大手机厂商都在积极研发柔性屏移动终端，而玻璃作为优质显示材料，厚度越薄，可弯曲的角度就越大，因此开发更薄厚度的超薄电子玻璃成为必然趋势。而0.2毫米及以下厚度超薄电子玻璃的生产，代表着超薄电子玻璃生产企业最先进的技术水平。此次0.18毫米超薄电子玻璃的成功研发，提升了我国超薄电子玻璃产业国际竞争力，对推动玻璃板块调整和优化升级具有重要意义，为将来开发更薄厚度的超薄电子玻璃奠定了基础。

【关键词】宜昌，超薄电子玻璃，成功量产

【摘要】　　11月17日，电子工程世界讯，目前，重庆邮电大学实验室已成功研发第三代半导体氮化镓功率芯片。重庆邮电大学光电工程学院副教授黄义透露，这款功率半导体芯片电量能节省10%以上，面积是硅芯片的1/5左右，开关速度提升10倍以上。目前，该项目已经到了试验性应用阶段，未来有望在各种电源节能领域和大数据中心使用。据了解，第三代半导体功率芯片主要应用在汽车电子、消费电源、数据中心等方面，具备体积小、效率高、用电量少等特点。值得注意的是，由重庆邮电大学规划的重庆集成电路设计创新孵化中心已入驻西部（重庆）科学城。据悉，该中心将着力建设重庆市集成电路公共设计、测试分析、半导体工艺等为一体集成电路中试平台，结合重庆市新兴产业需求，提供低成本、高效率的集成电路公共服务与专业技术支持；孵化一批人工智能芯片、公共安全专用芯片、化合物半导体芯片等方向的高端科技成果及高科技企业。

【关键词】重庆邮电大学，半导体，氮化镓功率芯片

【摘要】　　11月6日，集微网讯，近日，江苏微导纳米科技股份有限公司（简称“微导纳米”）获来自某先进半导体芯片制造企业的首个订单，即将交付首台用于先进技术节点的原子层沉积（ALD）量产设备。微导纳米官方消息显示，该产品聚焦全球IC制造市场，为逻辑、存储等超大集成电路制造提供关键工艺技术和解决方案。尤其是在国内尖端半导体芯片制造方面，产品技术可覆盖45纳米到5纳米以下技术节点所必需的高介电常数栅氧层ALD工艺需求，填补了该领域无国产设备的空白。企查查显示，微导纳米成立于2015年，是一家面向全球的高端设备制造商，专注于先进薄膜沉积和刻蚀装备的开发、设计、生产和服务。2020年，微导纳米自主研发的凤凰系列ALD薄膜沉积系统成功实现量产化，专用于先进超大集成电路（VLSI）制造所需各类ALD薄膜沉积工艺。

【关键词】微导纳米，半导体装备，国产化突破

【摘要】　　11月5日，集微网讯，日前，北京大学化学与分子工程学院黄春辉课题组合成了两种具有纳秒级短激发态寿命的d-f跃迁稀土铈(III)配合物Ce-1和Ce-2，紫外激发下分别发射深蓝色和天蓝色光，光致发光量子产率均超过90%。经过优化，两种材料在OLED中均实现了高效蓝色发光，首次证明了铈(III)配合物在OLED中具有100%的激子利用率。此外，相较于发光颜色相近的传统的磷光铱(III)配合物器件，基于铈(III)配合物器件的工作稳定性提高近70倍。据北京大学新闻网报道，考虑到铈(III)配合物还具有可调的发射光谱（d轨道受配体场影响显著）和较低的原料成本（铈在地壳中的含量是铱的近60000倍，高于铜），此类发光材料不仅有望解决实际应用中高效蓝光OLED存在的难题，同时还有潜力成为新一代发光材料应用于OLED全色显示和照明。这项工作对于实现我国稀土资源高价值利用，发展具有自主知识产权的OLED发光材料具有重大意义。

【关键词】北大团队，蓝光OLED，新材料

【摘要】　　10月26日，集微网讯，10月20日，由北京中科富海低温科技有限公司、宁夏深燃众源天然气有限公司共同开发的“BOG提氦装置示范项目”在宁夏盐池县通过技术成果鉴定。据中国新闻网报道，该项目在国内首次实现BOG制取液氦产品的示范运行，填补了国内空白。此外，据盐池县相关负责人透露，此项目LNG-BOG低温提氦装备在宁夏盐池商业化成功示范运营，不但实现了大型低温装备全国产化，打破国外技术壁垒；同时在保障现有LNG工厂安全稳定生产基础上，降低运行成本、实现经济性突破，深受LNG工厂业主认可，对于大鄂尔多斯地区其他LNG工厂复制BOG提氦项目提供了重要借鉴。据了解，氦气因具有低密度、低沸点、导热性好、化学性质稳定等其独特的物理化学特性，广泛应用于航空航天、大科学工程、医用核磁共振、半导体/光纤等高端装备制造领域。

【关键词】BOG提氦装置，国产设备，技术鉴定

【摘要】　　10月26日，集微网讯，近日，中国科学技术大学俞书宏院士团队发展了一种胶体化学合成法，成功制备了一种新型四元硫化物单晶纳米带光催化剂，并表现出优异的光催化产氢性能。据安徽日报报道，俞书宏团队在研究中发现，纳米晶的形貌和表面晶面可以有效地增强和优化半导体材料的光催化性能，而且单晶结构的铜基多元硫化物更有利于电荷分离进而增强光催化性能。他们设计了一种简单的胶体化学合成法，成功制备了只暴露某个特殊晶面的单晶铜基多元硫化物纳米带。这种纳米带光催化剂性能优异，且具有很好的稳定性。这项研究利用表面活性剂辅助成功制备暴露特定晶面的纳米带，提出一种多元硫化物纳米光催化剂设计的新策略，有望拓展到其他多元硫族化合物纳米晶的合成并通过完善合成方法实现其形貌和表面的精细调控，预期在光电探测和光电催化等方面具有独特应用价值。

【关键词】中科大，光催化剂，光电探测

【摘要】　　10月23日，SEMI大半导体网讯，Micron Technology Inc.（美光科技股份有限公司近日宣布量产业界首款基于低功耗 DDR5（LPDDR5）DRAM 的通用闪存存储（UFS）多芯片封装产品 uMCP5。美光 uMCP5 将高性能、高密度及低功耗的内存和存储集成在一个紧凑的封装中，使智能手机能够应对数据密集型 5G 工作负载，显著提升速度和功效。该款多芯片封装产品搭载美光 LPDDR5 内存、高可靠性 NAND 以及领先的 UFS3.1 控制器，实现了此前只在使用独立内存和存储芯片的昂贵旗舰手机上才有的高级功能。uMCP5 的出现使诸如图像识别、高级人工智能（AI）、多摄像头支持、增强现实（AR）和高分辨率显示等最新技术能在中高端手机上予以普及，从而惠及更多的消费者。

【关键词】美光，首次量产，多芯片封装产品

【摘要】　　10月22日，电子产品世界讯，业界领先的半导体器件供应商兆易创新GigaDevic 近日宣布，正式推出全国产化24nm工艺节点的4Gb SPI NAND Flash产品——GD5F4GM5系列。该系列产品实现了从设计研发、生产制造到封装测试所有环节的纯国产化和自主化，并已成功量产，标志着国内SLC NAND Flash产品正式迈入24nm先进制程工艺时代。目前，GD5F4GM5系列代表了国产SPI NAND Flash工艺技术量产的最高水准。该产品采用串行SPI接口，引脚少、封装尺寸小，在集成了存储阵列和控制器的同时，还带有内部ECC纠错算法，擦写次数可达5万次，提高可靠性的同时延长产品使用寿命。该创新技术产品有助于进一步丰富兆易创新的存储类产品线，为客户提供更优化的大容量代码存储解决方案。

【关键词】兆易创新，国产化，存储产品

【摘要】　　10月10日，贤集网讯，近日，中国科学技术大学季恒星教授与加州大学洛杉矶分校段镶锋教授联合在新型锂离子电池电极材料研究方面取得了重大突破：通过采用“界面工程”策略将黑磷和石墨通过共价键连接在一起，在稳定材料结构的同时提升了黑磷石墨复合材料内部对锂离子的传导能力。通过将轻薄的聚合物凝胶做成防尘外衣“穿”黑磷石墨复合材料的表面，使得锂离子可以顺利进入电极材料。结果表明，电极片充电9分钟即可恢复约80%的电量，2000次循环后认可保持90%的容量。该全新设计的黑磷复合材料使兼具高容量、快速充电且长寿命的锂离子电池成为可能。

【关键词】中科大，锂离子电池，新材料

【摘要】　　9月23日，电子产品世界讯，长期以来，热电器件的研究聚焦在如器件能量转换效率的最大化，而功率密度一直被忽略。开发同时具有高转换效率和高功率密度，即：“双高”热电发电器件，已成为推进热电发电技术实用化的关键。最近，中国科学院上海硅酸盐研究所陈立东研究员、柏胜强正高级工程师团队与浙江大学朱铁军教授合作，提出了由“器件设计”指导“材料优化”的反向设计策略，利用“功率因子优先”和“热导率匹配”准则实现了器件的“双高”性能。基于该策略，通过有限仿真模拟提出了双高器件所需的n型和p型半赫斯勒材料最佳匹配的热导率和功率因子范围。根据这一结果，通过调节n型材料的载流子浓度，获得了最佳的功率因子以及与p型材料匹配的热导率。在未使用最高zT值热电材料的条件下，器件在温差为680K时最大转换效率达到10.5%，最大功率密度达到3.1Wcm-2，同时打破了单级热电器件转换效率与功率密度的记录。中国科学院上海硅酸盐所官方消息显示，反向设计策略改变了传统单一追求高zT值和高转换效率的热电材料和器件的研究思路，为可实用化高性能热电器件的设计研发提供了新途径，可推广应用于其他热电材料体系。

【关键词】热电器件，转换效率，重大突破

【摘要】　　9月17日，贤集网讯，近日，济南量子技术研究院与中国科学技术大学合作，成功研制出国际首个集成化的多通道量子频率转换芯片。该芯片基于逆向质子交换的周期性极化铌酸锂波导（PPLN），实现了多通道光子非线性频率转换，且频率转换过程中保持光子的量子特性不变。该芯片由34通道波导及34通道的光纤阵列进行双端耦合封装而成，芯片设计用于1550nm波段单光子信号和1950nm波段泵浦光进行非线性和频。实验表明，各通道的1550nm信号光平均转化效率为60%，可媲美于商用单通道PPLN波导芯片。同时，研究团队利用该芯片研制了阵列式上转换单光子探测器，达到了各通道平均探测效率23.2%、平均暗计数557cps，及相邻通道间隔离度大于71dB的指标。该阵列式探测器在高速量子密钥分发、深空激光通信、单光子成像及激光雷达等领域具有广泛的应用前景。该成果由量子探测与波导器件实验室张强教授、谢秀平高工、郑名扬副研究员等人合作完成，论文发表在国际知名学术期刊《Physical Review Applied》上。

【关键词】济南，集成化，量子频率转换芯片

【摘要】　　9月14日，电子产品世界讯，无论是数据中心、超级计算机还是笔记本电脑：芯片和其他半导体组件产生的大量热量是现代电子产品的最大问题之一。一方面，它限制了组件的性能和结构密度，另一方面，冷却过程本身也消耗了大量的能量，这些能量用于冷却风扇或水冷的泵。为了解决这个问题，科学家一直在研究提高热量从芯片传递到冷却剂效率的办法。如今，瑞士科研人员终于找到了更好的方法，发明出一种不需要外部冷却的芯片，它集成在半导体中的微管将冷却水直接带到晶体管周围，这不但极大的改善了芯片散热效果，而且还能节省能源，使未来的电子产品更环保。更棒的是，刊登在《自然》（Nature）上的论文称（论文见上图），这种集成式冷却的生产比以前的制程还更便宜。对该冷却系统的初步测试表明，它可以驱散每平方厘米1.7千瓦以上的热量，每平方厘米仅需0.57瓦的泵功率。这明显小于外部蚀刻冷却通道所需的功率。研究人员说：“观察到的冷却能力超过每平方厘米一千瓦，相当于效率比外部散热手段提高了50倍。”如果将采用内部冷却系统的芯片用于大型数据中心，那么，冷却所需能耗在整个系统中所占的份额直接从30%降低至仅0.1%。对于便携设备来说，这种冷却技术还可以使电子设备进一步小型化，从而扩展摩尔定律。

【关键词】内置冷却系统，芯片，散热效率

【摘要】　　9月8日，贤集网讯，近日，一个国际科研团队在英国布里斯托尔市成功建立一个新型量子通信试验网络，实现了8个节点的密钥集中生成和分发。这一新的网络架构价格便宜，具有可扩展性，有望促进量子互联网的发展。相关成果发表在《科学·进展》上。这是迄今为止最大的、没有可信节点的量子网络。网络中的量子加密由中央源产生纠缠光子对，然后通过光纤将它们分别分配给网络参与者。通过所谓的多路复用技术，研究人员不必再复制整个通信系统，而是将单个系统发出的光粒子分开，从而可以被多个用户有效地接收。由于使用不同的波长，通信伙伴可以将精力集中在相关的波长上，而忽略其余的光子。其新颖的网络拓扑结构可轻松扩展到许多用户，并具有流量管理功能。用于量子加密的新网络架构可能会成为未来量子互联网的重要组成部分。新技术还可以用于连接网络中的量子计算机，从而创建量子计算机的云。

【关键词】8节点，量子通信，试验网络

【摘要】　　9月3日，集微网讯，2020年8月24-25日，国家自然科学基金委员会信息学部在长春组织专家对国家自然科学基金国家重大科研仪器设备研制专项“1.5米扫描干涉场曝光系统”进行了项目验收。专项研制的仪器设备包括一台1.5米扫描干涉场曝光系统及四台制作全息光栅所需的辅助工艺设备。该项目主要面向高能拍瓦激光输出技术、激光惯性约束核聚变研究及高端光刻机产业等战略高科技领域对大面积全息光栅的迫切需求，研制了1.5米扫描干涉场曝光系统，其目标是具备以步进扫描多线曝光方式制作500mm×1500mm全息光栅的能力。经过7年的攻关，项目组通过解决和突破长程重载工作台超精密定位、曝光干涉场超精密测量及相位锁定等十几项基础问题和关键技术，研制出了拥有制作最大面积650mm×1700mm单体无拼缝全息光栅能力的扫描干涉场曝光系统。该项目的顺利实施与验收，标志着我国具备了独立制作米级单体无拼缝全息光栅的能力，打破了由国外长期垄断的局面，对高能激光、可控核聚变、高端光刻等领域的技术与产业推进具有重大的战略意义。

【关键词】长春光机所，扫描干涉场，曝光系统