中国行业发展报告

【摘要】　　4月26日，C114网讯，4月25日，中国科学院量子信息与量子科技创新研究院（以下简称“量子创新院”）向国盾量子交付了一款504比特超导量子计算芯片“骁鸿”，用于验证国盾量子自主研制的千比特测控系统。此款芯片刷新了国内超导量子比特数量的纪录，后续还计划通过中电信量子集团的“天衍”量子计算云平台等向全球开放。测控系统和量子计算芯片是量子计算机的核心硬件。其中，测控系统需要和量子计算芯片交互，实现信号的精确生成、传输和处理，会极大地影响量子计算机整体性能。为了验证大规模测控系统的整体性能及各项指标，最直接的方式是定制专用芯片进行全面系统性的测试。为此，量子创新院定制研发了504比特量子计算芯片“骁鸿”。得益于量子创新院在超导量子计算芯片方面优秀的研发、加工能力，这枚定制芯片在集成超过500比特的同时，量子比特的寿命、门保真度、门深度、读取保真度等关键指标，有望达到IBM等国际主流量子计算云平台的芯片性能，可以充分满足千比特测控系统验证的需求。

【关键词】云平台，超导量子，计算芯片

【摘要】　　4月26日，电子工程世界讯，台积电在近期的2023年报和北美技术研讨会中，均将硅光子领域技术作为重点领域提及。随着数据流量的增加和芯片制程的缩小，传统电信号互联在干扰、速率、能耗等方面的缺点逐渐显现，而通过玻璃传递的光信号互联更能满足HPC和AI应用对大带宽无缝互联的需求。台积电表示，其正开发COUPE（IT之家注：全称Compact Universal Photonics Engine，紧凑型通用光学引擎）三维立体光子堆叠技术。COUPE技术采用了SoIC-X芯片堆叠先进封装，将电路控制芯片叠放在硅光子芯片顶部，整合为单芯片光学引擎，以实现最低的阻抗和相较传统堆叠方案更优的能效。根据台积电年报，基于COUPE技术的测试载具已在2023年的测试中成功达成预定数据传输速度目标。台积电计划在2025年完成将COUPE技术用于小尺寸可插拔设备的技术验证，并于2026年推出基于CoWoS封装技术整合的共封装光学（CPO）模块。

【关键词】台积电，硅光子，封装光学模块

【摘要】　　4月7日，集微网讯，根据中科院官方消息，近日中国科学院大学、中国科学院高能物理研究所和清华大学组成的研究团队，通过开发多功能有机分子——乙内酰脲（Hydantoin），进而制备出光电转换效率超过25.66%（经认证为25.15%）的钙钛矿太阳能电池，具有良好的环境稳定性。目前钙钛矿太阳能电池（PSCs）因优异的光电性能等特点，在新一代光伏发电领域颇有应用前景，是当前光伏产业研究重点，已实现26%以上的光电转换效率。然而，有机-无机杂化钙钛矿的结晶过程较为复杂。基于Hydantoin辅助结晶制备出的钙钛矿太阳能电池，不仅效率超过25.66%，而且具有良好的环境稳定性。在标准测量条件下的最大功率点输出1600小时，钙钛矿太阳能电池仍保持初始效率的96.8%。

【关键词】效率，钙钛矿，太阳能电池

【摘要】　　4月2日，集微网讯，SK海力士4月1日宣布，与韩国特种气体公司TEMC合作开发出半导体行业首个氖气回收技术，这一成就是在与TEMC开始开发回收技术一年多后取得的。氖气是稀有气体之一，也是半导体光刻工艺所必需的准分子激光气体的主要成分。氖气用作激光光源时具有不发生化学分解或变化的特点。这意味着氖一旦使用，经过分离和提纯过程去除杂质后可以回收利用。针对这一点，SK海力士和TEMC成功开发出氖气回收技术。这些公司将氖气收集在收集罐中，否则氖气会在光刻过程后通过洗涤器排放到空气中。然后，通过TEMC的气体处理工艺，氖气被选择性地分离和纯化。纯化后的氖气将返回给SK海力士，进一步用于半导体制造工艺。目前，氖回收率为72.7%。SK海力士计划不断提高净化率，将氖回收率提高至77%。在半导体工厂应用氖气回收技术，预计每年可减少约400亿韩元的氖气采购成本。

【关键词】SK海力士，TEMC，氖气回收

【摘要】　　3月18日，集微网讯，近日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所硅基材料与集成器件实验室蔡艳研究员、欧欣研究员联合团队，在通讯波段硅基铌酸锂异质集成电光调制器方面取得了重要进展。该联合团队成员利用上海微技术工业研究院标准180 nm硅光工艺在八英寸SoI上制备了硅光芯片，然后基于“离子刀”异质集成技术，通过直接键合的方式将铌酸锂与SoI晶圆实现异质集成，并通过干法刻蚀技术实现了硅光芯片波导与LN电光调制器的单片式混合集成，制备出通讯波段MZI型硅基铌酸锂高速电光调制器。通过“万能离子刀”技术，铌酸锂薄膜可与硅光芯片实现大面积低缺陷密度的集成，两者结合展现出优良的电光调制性能。如图为异质集成XOI团队孵化的上海新硅聚合制备的八英寸硅基铌酸锂异质晶圆，验证了该工艺路线进一步扩展至八英寸的可行性，未来可实现大规模的商业化制备。目前，上海新硅聚合已经实现六英寸光学级硅基铌酸锂异质晶圆的量产和数千片批量供应（占有率超过80%），目前正在推动八英寸晶圆的工程化技术。

【关键词】上海，电光调制器，重要进展

【摘要】　　3月11日，集微网讯，根据中国科学技术大学3月11日消息，近日，中国科学技术大学（中国科大）微尺度物质科学国家研究中心、物理学院、中科院强耦合量子材料物理重点实验室陈仙辉院士、项子霁教授研究团队在氧化物界面超导研究中取得重大进展。研究团队在铁磁性EuO和(110)取向的KTaO3(KTO)构成的氧化物异质结当中发现由铁磁近邻效应导致的具有特殊空间变化的超导态，即一维结构的超导条纹。这一结果为探索磁性和超导电性共存的非常规超导体系及其物理研究提供了新的途径。根据官方报道，研究超导与磁性之间的相互作用并理解由此产生的非常规超导态是凝聚态物理的重要前沿方向之一。陈仙辉院士团队应用分子束外延（MBE）技术成功生长了由铁磁绝缘氧化物EuO和绝缘氧化物KTaO3构成的EuO/KTO(110)异质结，电输运测量结果表明在低载流子浓度的样品中，界面超导表现出反常的面内各向异性。这项研究证明了相关理论中第一个明确实验证据，有助于人们进一步理解非常规高温超导体，具有重要意义。

【关键词】中国科大，氧化物，界面超导

【摘要】　　3月11日，电子工程世界讯，近日，据媒体报道，香港城市大学副教授王骋团队与香港中文大学研究人员合作，利用铌酸锂为平台，开发出处理速度更快、能耗更低的微波光子芯片，可运用光学进行超快模拟电子信号处理及运算。据介绍，这种芯片比传统电子处理器的速度快1000倍，耗能更低，应用范围广泛，涵盖5/6G无线通讯系统、高解析度雷达系统、人工智能、计算机视觉以及图像和视频处理。超光子芯片能达致这种卓越效能，是透过基于薄膜铌酸锂平台的集成微波光子处理引擎，该平台能执行模拟讯号的多用途处理及计算工作。研究团队开发出世界领先的微波光子芯片，速度比现有处理器快1000倍。因此，从光模块产业链上看，光芯片技术处于产业链的上游环节。王骋团队的研究成果不仅开辟了新的研究领域，即铌酸锂微波光子学，使微波光子芯片更小巧、具有高讯号保真度与低延迟性能，也是芯片级模拟电子处理与运算引擎的突破。

【关键词】超光子芯片，无线通信，AI技术

【摘要】　　3月7日，电子工程世界讯，美国电池初创公司ION Storage Systems（ION）日前宣布，旗下Solid-State固态电池已成功实现超过125次循环，性能容量衰减低于5%，为未来部署提供了超过1000次循环的潜力。据介绍，ION是一家位于美国马里兰州的固态电池（SSB）制造商，其无阳极和无压缩固态电池SSB首次在美国军方进行市场部署，从而达到了关键客户和行业的门槛。ION一直与美国国防部合作测试其SSB电池，然后再扩展到电动汽车、能源存储、消费电子和航空航天等其他市场。从公告中获悉，ION的专利固态无阳极技术放弃了石墨和其他不太可持续的材料，同时通过其3D陶瓷结构提高电池容量。ION的SSB还号称是“第一个也是唯一一个”在室温下实现ARPA-E和DOEVTO快速充电目标的无压缩固态电池技术。

【关键词】美国，固态电池，新突破

【摘要】　　2月20日，电子工程世界讯，钙钛矿材料具有光电性能优异、制备成本低的优点。与目前常见的有机发光二极管（OLED）相比，钙钛矿发光二极管可以将色彩纯度提升至少1倍。近年来，钙钛矿发光二极管的发光效率持续提升，但稳定性仍制约其应用。近日，从中国科学院宁波材料技术与工程研究所获悉，该所先进纳米光电材料与器件团队通过开发“溶剂筛”，有效去除薄纳米片相，使钙钛矿材料的稳定性和发光性能大幅提升。由此制备出的钙钛矿发光二极管稳定高效，达到了商业化应用的要求。相关论文发表在国际学术期刊《自然·光子学》上。科研人员发现，通过“溶剂筛”去除薄纳米片后，对空气极为敏感的钙钛矿材料展现出惊人的稳定性，可在湿润空气中保持发光性能超过100天。这使得通过低成本空气环境制备钙钛矿发光二极管的工艺，有可能取代常规高成本惰性气体保护和高真空环境制备工艺。

【关键词】二极管，性能，溶剂筛

【摘要】　　2月20日，电子工程世界讯，土耳其阿卜杜拉·居尔大学研究人员开创性地重新设计了有机光伏电池的结构，赋予其半球形的外壳，旨在最大限度地提高光吸收和角度覆盖率。这种创新设计有望为可再生能源技术开辟新的前景，相关论文发表在最新一期《能源光子学报》上。在追求可持续能源解决方案的过程中，寻求更高效的太阳能电池至关重要。有机光伏电池因其灵活性和成本效益而成为传统硅基电池的潜力替代品。然而，优化其性能仍然是一个重大挑战。在这项研究中，研究人员探测了电池半球形壳活性层内的吸收光谱，通过一种称为三维有限元分析（FEA）的计算技术，详细研究了光如何与电池的结构和材料相互作用。FEA可将结构划分为更小、更易于管理的部分（称为有限元），以此解决复杂的工程问题。它可模拟和分析整个结构在各种条件下的行为，例如不同的光波长和入射角。此次研究的有限元分析结果非常出色。当受到横向电（TE）偏振光的影响时，与扁平结构器件相比，半球形壳结构的光吸收显著增加了66%。同样，对于横向磁（TM）偏振光，光吸收显著增加了36%。

【关键词】光伏电池，可再生能源，新应用

【摘要】　　2月20日，电子工程世界讯，据报道，索尼成功研发出一种用于大容量机械硬盘（HDD）的半导体激光器。这种激光器可以安装在HDD磁头上，使写入信息的能力大幅提升。据希捷科技公司介绍，使用该激光器生产的3.5英寸HDD的存储容量将达到30TB，较以往翻倍。随着生成式人工智能技术的发展，所需的数据处理量和储存量也在快速增长。Statista预测，到2025年全球的数据生成量将达到181泽字节（泽字节=十万亿亿字节），比2022年增长90%。而数据中心市场规模也将从2022年的3600亿美元增长15%，达到4014亿美元。为了解决日益增长的数据储存需求，索尼计划从今年5月起量产用于大容量HDD的半导体激光器，并在日本宫城县和泰国新建两条生产线。这一技术有望解决当前面临的数据存储设施短缺问题。

【关键词】索尼，半导体，激光器

【摘要】　　2月6日，电子工程世界讯，日本东京都立大学研究人员通过混合两种材料，创造了一种具有手性晶体结构的新型超导体。新的铂—铱—锆化合物在2.2K温度以下转变为超导体，使用X射线衍射可观察到其具有手性晶体结构。该技术方案有望加速对新型奇异超导材料的发现和理解。相关论文发表在最新一期《美国化学会杂志》上。东京都立大学团队此次引入了一种全新的方法寻找手性化合物。他们没有梳理化合物列表，而是混合了两种具有已知物理性质的化合物。其中一种是具有超导性但没有手性的铂锆化合物，另一种是具有手性但没有超导性的铱锆化合物。将两种化合物以不同的元素比例组合在一起，能有效地“混搭”物理性质，从而提出一种同时具有手性晶体结构和超导性的新材料。

【关键词】新型超导体，物理性质，手性结构

【摘要】　　1月18日，集微网讯，近日，西安交大研究团队采用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）技术，成功实现2英寸异质外延单晶金刚石自支撑衬底的批量化。该团队通过对成膜均匀性、温场及流场的有效调控，提高了异质外延单晶金刚石成品率。衬底表面具有台阶流（step-flow）生长模式，可降低衬底的缺陷密度，提高晶体质量。XRD（004）、（311）摇摆曲线半峰宽分别小于91arcsec和111arcsec，达到世界领先水平。金刚石半导体具有超宽禁带、高击穿场强、高载流子饱和漂移速度、高热导率等材料特性，以及优异的器件品质因子，采用金刚石衬底可研制高温、高频、大功率、抗辐照电子器件，克服器件的“自热效应”和“雪崩击穿”等技术瓶颈，在5G/6G通信，微波/毫米波集成电路、探测与传感等领域发展起到重要作用。目前，金刚石电子器件的发展受限于大尺寸、高质量的单晶衬底。硅、蓝宝石等衬底的商业化，为异质外延单晶金刚石提供了前提条件。

【关键词】西安交大，2英寸，金刚石衬底

【摘要】　　1月17日，集微网讯，中国台湾工研院1月17日宣布，与台积电联手成功开发“自旋轨道转矩磁性存储器”（Spin Orbit Torque MRAM; SOT-MRAM）阵列芯片。该产品具有创新的计算架构，适用于存内计算，功耗仅为STT-MRAM的百分之一，可应用于高性能计算、AI、车用芯片等。这项研究在国际电子元件会议（IEDM）同时发表论文。中国台湾经济部门表示，随着人工智能、5G、AIoT时代来临，更快、功耗更低的新世代存储芯片成为关键。此次工研院与台积电合作开发的SOT-MRAM，工作速度可达10ns，可以进一步提高存内运算性能，跳脱了MRAM已往以内存为主的应用情境。

【关键词】台积电，计算芯片，低功耗

【摘要】　　1月12日，集微网讯，根据央视新闻、中科院物理研究所消息，近日中国科学院大学苏刚教授、中国科学院物理研究所项俊森博士和孙培杰研究员、中国科学院理论物理研究所李伟研究员、北京航空航天大学金文涛副教授等人组成的联合研究团队通过多年研究，在近期实现了无液氦情况下极低温制冷基础研究的重要突破，这就为破解我国氦资源短缺的问题提供了解决方案。该科研成果于北京时间1月11日在国际学术期刊《自然》发表。据悉，液氦是当前实现极低温制冷的关键原料，深空探测、材料科学、量子计算、半导体、医疗等大量领域对液氦有着广泛需求。当前我国每年对液氦的需求超过4000吨，其中95%需要进口；储量方面，美国氦储量占全球40%位居第一，其次是卡塔尔、阿尔及利亚、俄罗斯等，中国氦储量仅占全球的2.12%。中科院的此项研究，有助于解决我国氦资源面临“卡脖子”问题。

【关键词】无液氦，极低温，制冷突破

【摘要】　　1月5日，集微网讯，据天津大学1月5日消息，天津大学纳米中心半导体石墨烯研究取得新突破。天津大学天津纳米颗粒与纳米系统国际研究中心（简称：纳米中心）的马雷教授及其科研团队，日前在半导体石墨烯领域取得了显著进展。该团队的研究成果《碳化硅上生长的超高迁移率半导体外延石墨烯》，成功地攻克了长期以来阻碍石墨烯电子学发展的关键技术难题，打开了石墨烯带隙，实现了从“0”到“1”的突破，这一突破被认为是开启石墨烯芯片制造领域大门的重要里程碑。这项前沿科技通过对生长环境的温度、时间及气体流量进行严格控制，确保了碳原子在碳化硅衬底上能形成高度有序的结构。这种半导体石墨烯的电子迁移率远超硅材料，表现出了十倍于硅的性能，并且拥有硅材料所不具备的独特性质。

【关键词】天津大学，半导体，石墨烯

【摘要】　　12月27日，IT之家讯，三星电子今天发布新闻稿，宣布成功在Red Hat的最新版系统中，在客户环境下首次验证了CXL内存的互操作性，在业内尚属首次。三星于2021年5月推出全球首款基于CXL接口的服务器用内存扩展模块，采用DDR5颗粒制造，能够轻易将服务器内存扩展至TB级容量。由于生成式人工智能、自动驾驶和内存数据库（IMDB）等新兴领域对数据吞吐量和内存的需求呈指数级增长，对具有更大内存带宽和容量的系统的需求也在迅速增加。CXL作为一种统一的接口标准，通过PCIe?接口连接CPU、GPU和内存设备等各种处理器，解决了现有系统在速度、延迟和可扩展性方面的限制。三星公司表示，针对Red Hat Enterprise Linux 9.3发行版优化了CXL内存，并在Red Hat的KVM和Podman环境中验证了内存识别、读取和写入操作。三星表示本次验证的成功，意味着数据中心客户不需要额外调整现有硬件，就能使用三星的CXL内存。

【关键词】三星，红帽，CXL内存

【摘要】　　12月22日，电子工程世界讯，据上海市通信管理局介绍，近日中国移动研究院组织召开了“5G车联网新技术试验总结研讨会”，中国信通院、广汽等16家合作伙伴参会，标志着业界首个面向车联网典型业务的5G网络性能规模验证圆满完成。前期，中国移动联合合作伙伴在上海、广东、江苏、重庆等地启动5G车联网新技术试验。历时7个月，系统性验证了基于车联网典型业务的5G现网网络性能、新技术方案及业务性能。在网络性能验证方面，完成了首个基于5G现网的多地多厂商车联网网络性能验证。测试结果表明单向时延小于25ms的占比超99%，5G现网网络时延、可靠性及速率可满足所选取的23个车联网典型业务的指标要求。测试结果有效支撑了业界首批支持高级别自动驾驶的5G车联网网络性能和规划建设验收团体标准的制定。

【关键词】中国移动，5G车联网，技术验证

【摘要】　　12月14日，电子工程世界讯，据英国《新科学家》周刊网站12日报道，一台能够全面模拟人脑突触的超级计算机将于明年在澳大利亚启用。这台名为“深南”的神经形态超级计算机每秒能进行228万亿次突触操作，与科学家估算的人脑中突触操作的数量相当，将有助了解人脑是如何在消耗相对较少能量的情况下处理大量信息的。研究团队指出，此前已有类似的神经形态计算机面世，但“深南”将是迄今最大的。“深南”由位于澳大利亚悉尼的国际神经形态系统中心联合英特尔及戴尔公司合作制造。与普通计算机不同，“深南”的硬件芯片可实现尖峰神经网络，从而对突触处理大脑信息的方式进行建模。“深南”项目负责人安德鲁·范·斯海克指出，这将是他们首次实时模拟人脑大小的尖峰神经网络活动。尽管“深南”的功能并没有现有超级计算机那样强大，但它将有助于推进对神经形态计算和生物大脑的理解，从而更好地洞悉大脑的工作原理。

【关键词】模拟人脑，超级计算机，人脑突触

【摘要】　　12月6日，TechWeb网讯，在当地时间周一举行的年度IBM Quantum Summit上，IBM发布了IBM Quantum System Two，这是该公司首台模块化量子计算机。该公司表示，IBM Quantum System Two是IBM下一代量子计算系统架构的基础，它将可扩展的低温基础设施和经典运行时服务器与模块化量子比特控制电子设备相结合。位于纽约约克敦高地的首台IBM Quantum System Two已开始运行，它配备了三个IBM Heron处理器和支持控制电子设备。IBM声称，Heron拥有133个量子比特，是迄今为止性能最好的量子处理器。与之前的IBM量子芯片相比，它在量子比特质量和错误率方面都有了显著提高。量子计算是当前热门的前沿科技之一，而量子计算机被誉为计算的未来，能够运行一些在传统计算机上非常困难或不可能进行的计算。

【关键词】IBM，模块化，量子计算机