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  • 一批半导体企业成立
  • 前沿 | 中国首颗！500+比特超导量子计算芯片交付
  • 探索 | 超薄二维材料可以旋转可见光的偏振
  • 清华团队发布AI光芯片“太极”：灵感来自周易
  • 开启6G的未来：太赫兹通信的新突破
  • 国家纳米中心在利用电子顺磁共振技术测量分子构象方面取得进展
  • 美国忧虑AI人才主要是华人，人才优势将助力中国AI赶超美国
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集成光子学的国际路线图

荷兰的PhotonDelta和麻省理工学院微光子学中心已经制定了集成光子学的国际路线图。该计划涉及400多个组织的贡献，包括空中客车公司，Meta，美国宇航局，杜邦电子公司，通用汽车公司，欧洲航天局和沃达丰Ziggo。 集成光子学系统路线图（IPSR-I）是在过去3年中制定出来的，它确定了集成光子学可以彻底改变射频光子学（无线通信）、3D成像、数据通信和传感等行业的关键技术差距。这对欧洲半导体公司来说是一个重大推动力。 光子学与电子学的集成是创造更小、更快、更节能的器件的关键推动因素。该集成有可能扩展功能并创建大量新应用程序，并有助于解锁许多领域的重大进步，包括自动驾驶汽车、数据电信和医疗保健。集成光子学也是用于传感和通信应用的光生成、处理和检测的技术。 IPSR-I描述了来自100多个讲习班和13个会议的400多名专家达成的共识。它全面概述了PIC批量生产的主要技术差距，并详细分析了集成光子学行业为实现其潜力而需要克服的挑战。 PhotonDelta首席技术官Peter van Arkel表示：「利用综合光子学行业和学术界的所有研发资源来解决IPSR-I确定的技术差距，将有助于以惊人的方式解决巨大的社会挑战。路线图的核心是集成光子学行业的全球方法，以团结起来应对核心挑战。对于如此多样化的贡献者群体，就这些技术差距达成共识是非常具有挑战性的。从结果来看，这绝对是值得的。」 麻省理工学院材料科学与工程托马斯·洛德教授莱昂内尔·基默林（Lionel Kimerling）说：「电子光子集成有能力从根本上改变许多行业，并解锁一系列将改变我们生活的新技术。将这一愿景转变为大批量生产需要一个经过深思熟虑的计划，该计划建立在不同领域、组织和国家的大量专家的知识之上。这就是IPSR-I所追求的——它勾勒出一条清晰的前进方向，并指明了未来15年扩展性能和应用的创新学习曲线。」 光子集成电路（PIC）可以比电子集成电路更有效地处理和传输数据。与传统芯片一样，生产过程采用自动晶圆级技术进行。这使得芯片可以大规模生产，从而降低成本。 11亿欧元用于欧洲光子学供应链 PhotonDelta是一个由光子芯片技术组织组成的跨境生态系统，它筹集了公共和私人投资，到2030年，它的目标是创建一个拥有数百家公司的生态系统，服务于全球客户，晶圆产能达到每年100,000+。 整个行业对量子计算、医疗保健和通信的兴趣越来越大。数据网络巨头瞻博网络（Juniper）宣布，它将使用Tower Semiconductor的开放式光子学工艺开发套件（PDK）将其技术分拆到与Synopsys的合资企业中（尽管该套件已被英特尔收购），并宣布在苏格兰建立一个光子学中心，用于太空和量子研发。 PhotonDelta对荷兰的投资包括来自国家增长基金（Nationaal Groeifonds）的4.7亿欧元，其余部分由各种合作伙伴和利益相关者共同投资。这是荷兰政府国家计划的一部分，旨在巩固和扩大该国作为集成光子学世界领导者的地位。 PhotonDelta生态系统目前由26家公司、11家技术合作伙伴和12家研发合作伙伴组成。该组织已共同投资1.71亿欧元给有前途的光子学公司，包括Smart Photonics、PhotonsFirst、Surfix、MicroAlign、Solmates和Effect Photonics。 该计划将持续6年，将使PhotonDelta及其合作伙伴能够进一步投资于光子初创企业和规模化企业，扩大生产和研究设施，吸引和培训人才，推动采用，并开发世界一流的设计库。 光子集成电路将光子功能集成到微芯片中，以创建更小、更快、更节能的器件。PIC目前用于数据和电信行业，以降低每比特的能耗并提高速度，预计到2027年，数据和互联网的使用量将占全球电力消耗的10%左右，这些提供了一种限制对气候影响的方法。 「这项投资改变了游戏规则。这将使荷兰成为下一代半导体的发源地，这将对整个欧洲科技行业产生深远影响，「PhotonDelta首席执行官Ewit Roos说。 「持续的芯片短缺凸显了欧洲迫切需要为战略技术建立自己的生产能力。我们现在将能够支持数百家初创公司、研究人员、生产商和创新者，以推动这个行业的发展，这将与几十年前引入微电子技术一样具有影响力，「他说。 荷兰被认为是PIC技术开发的先驱，由于荷兰政府的持续支持，我们已经能够围绕它建立一个完整的供应链，成为全球公认的光子集成热点。 光子芯片是过去十年中最重要的技术突破之一。它们不仅允许创造更快、更便宜、更强大和更环保的设备，而且还使经济实惠的即时诊断或量子计算等激进的新创新成为现实。 PhotonDelta与埃因霍温理工大学（TU/e）、特温特大学（UT）、代尔夫特理工大学（TUD）、霍尔斯特中心、TNO、IMEC、PITC、CITC、霍尔斯特中心、OnePlanet、Smart Photonics、Lionix International、Effect Photonics、MantiSpectra、PhotonFirst、Phix和Bright Photonics合作。 它还包括与一家代工厂的战略合作伙伴关系，并与供应商Bruco、ASML、Aixtron、Solmates、芯片集成技术中心（CITC）、埃特博朗、爱尔兰廷德尔、萨兰工程、IMS和MicroAlign合作。

2024-04-10  (点击量：44)

加快智算芯片国产化部署

近期，上海市通信管理局等11个部门联合印发《上海市智能算力基础设施高质量发展“算力浦江”智算行动实施方案（2024-2025年）》（以下简称《行动实施方案》），提出智算要素自主可控： 到2025年，上海市智能算力规模超过30EFlops，占比达到总算力的50%以上。算力网络节点间单向网络时延控制在1毫秒以内。智算中心内先进存储容量占比达到50%以上。 《行动实施方案》还提出加快智算芯片国产化部署： 面向多模态大模型以及规模化、高速化分布式计算需求，加快ARM、RISC-V、X86等基础架构以及GPU、ASIC、FPGA等国产异构智能算力研发进程，实现高端训练算力、自主边缘决策算力、高效终端执行算力在智算中心内的全方位部署。 积极探索可重构、存算一体、类脑计算、Chiplet、DSV等创新架构路线。 推动智算芯片全面兼容国产训练框架，进一步提升智算中心算力调度能力，推动智算芯片软硬件实现高质量自主可控。

2024-03-27  (点击量：3)
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前沿 | 中国首颗！500+比特超导量子计算芯片交付

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”）向该公司交付了一款504比特超导量子计算芯片“骁鸿”。 1、“骁鸿”问世！ 据了解，测控系统和量子计算芯片是量子计算机不可或缺的核心硬件组件。其中，测控系统通过与量子计算芯片的精密交互，确保信号的准确生成、传输和处理，从而深刻影响着量子计算机的整体性能。为了全面验证大规模测控系统的各项性能指标，量子创新院特别定制研发了这款504比特的“骁鸿”量子计算芯片。 “骁鸿”量子芯片一经发布，便引起业界广泛关注。据悉，此次发布的“骁鸿”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。 据介绍，本次发布的“骁鸿”芯片，将用于国盾量子千比特超导量子计算测控系统——ez-Q Engine 2.0的实测，进行单比特门、双比特门、读取操作及测控系统性能测试，测试工作预计在今年8月前完成。值得一提的是，新测控系统在集成度上较上一代产品提升了10倍以上，且核心元器件采用了国产化设计，这不仅提高了操控精度，还大幅降低了成本。 该芯片刷新了国内超导量子比特数量的纪录。不过，“骁鸿”芯片主要考虑通过集成更多的比特数和实现各单项指标，综合性能与量子创新院团队此前创造量子纠缠数世界纪录的“祖冲之二号”芯片尚有差距，不具备实现“量子计算优越性”的能力。 后续，“骁鸿”将用于验证国盾量子自主研制的千比特测控系统，并计划通过“国盾量子计算云平台”、中电信量子集团“天衍”量子计算云平台，向全球开放。 2、超导量子计算机“大脑” 目前，超导量子计算是业界公认的量子计算技术路线，也是量子计算机的一种，但运算速度更快。从产业链环节来讲，超导量子计算技术体系中，包含硬件、芯片、操作系统3个关键点。 其中，超导量子芯片被称为超导量子计算机的“大脑”，能够以极高的效率执行超复杂的计算任务。另外一个重要的系统，即测控系统，被看作是量子世界的指挥官，负责精确操控和测量微小的量子比特。 公开资料显示，超导量子芯片，是一种基于超导材料制成的量子计算设备。与传统芯片不同，这是一种基于量子力学原理运行，利用量子叠加和量子纠缠等现象，采用量子比特（qubit）作为信息存储和处理单元，从而实现量子计算的芯片。 值得关注的是，量子计算优于经典计算，关键就在于量子比特可以在0和1之间的现行组合中存在，处于叠加态，也就使得在同一时间内，量子比特可以同时表示多个状态。这使得量子计算在并行处理和搜索问题时具备优势。 从生产难点角度上看，超导量子芯片除了一般芯片的难点之外，还需要考虑多个方面的挑战，比如量子芯片设计比传统计算机芯片更为复杂，材料选择和制造工艺上也有所限制，量子比特一致性及稳定性难以控制，以及测量和控制技术需要跟上新技术的变化，提高量子芯片的性能和可靠性。 其中，该类芯片需要用到的是高质量的超导材料，如铝、铜、铌等。超导材料的特性在于当温度降至某一临界温度以下时，电阻为零，电流可以无损耗地流动。利用这一特性，超导量子芯片实现了量子比特的高效操作和稳定存储。 此外，关于国际上超导材料的动态：据了解，2023年3月美国物理学会上来自罗切斯特大学的科学家迪亚斯宣布发现室温超导材料；同年7月，韩国的科研团队发表论文表示，其在实验室里实现了室温超导，在室温条件下，能实现电阻为零。零电阻意味着不会发热，形成的磁场也就特别稳定。 3、国产超导量子计算屡获突破 近年，超导量子计算得到了很大的发展，中国先后构建了62比特超导量子计算原型机“祖冲之号”和66比特的“祖冲之二号”，在超导量子体系实现“量子计算优越性”。除了上述“骁鸿”超导量子计算芯片的发布，国产超导量子计算已多次冲破关卡。 2023年11月，中国深圳企业量旋科技（SpinQ）成功将自主研发、设计、封装、测试的超导量子芯片交付给了中东的科研机构。据悉，2023年4月，量旋科技对外发布了超导量子芯片“量旋少微”，该芯片是全球为数不多标准化、量产型的超导量子芯片产品。 根据介绍，在完整的超导量子芯片生产线保障之下，“量旋少微”的退相干时间T1，达到了业内领先的10~100微秒，更长的T1可以保证更多的门操作，也能提高逻辑门保真度的上限。此外，“量旋少微”能够执行数十纳秒量级的单双比特门操作，并且能够实现99.9%以上的单比特门保真度和98%以上的双比特门保真度。 2024年1月，量子计算芯片安徽省重点实验室、安徽省量子计算工程研究中心联合发布了中国第三代自主超导量子芯片——“悟空芯”(夸父KF C72-300)。该芯片采用了72个计算量子比特的设计方案，还包含126个耦合器量子比特，共有198个量子比特，其实际运行状态下的比特弛豫时间T1≥15.3μs，退相干时间T2≥2.25μs。与前两代量子芯片相比，第三代超导量子芯片具有更高的相干时间，性能上有显著提升。 该超导量子芯片已在中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”上运行，能够实现量子叠加和纠缠等特性。量子计算芯片安徽省重点实验室副主任贾志龙表示，“悟空芯”以及“本源悟空”量子计算机的发布，意味着中国超导量子计算机制造能力从小规模开始进入中等规模阶段，具备了自主生产一定中等规模可扩展的量子计算机芯片和系统的能力。 2月下旬，安徽省量子信息工程技术研究中心及科大国盾量子技术股份有限公司联合发布消息，国产稀释制冷机ez-QFridge在交付客户后完成性能测试。 结果显示，该设备实际运行指标达同类产品国际主流水平，成为国内首款可商用可量产的超导量子计算机用稀释制冷机。稀释制冷机是构建超导量子计算机的关键核心设备，可为超导量子计算芯片提供接近绝对零度的超低温环境。

2024-04-28  (点击量：0)

探索 | 超薄二维材料可以旋转可见光的偏振

几个世纪以来，人们一直知道光在某些情况下表现出类似波的行为。当光穿过某些材料时，它们能够改变光波的偏振（即振荡方向）。光通信网络的核心部件“光隔离器”或“光二极管”就是利用了这种特性。这种元件允许光向一个方向传播，但会阻挡另一个方向的所有光。 图注二维半导体中的法拉第效应 在最近的一项研究中，德国和印度的物理学家表明，在适合芯片使用的小磁场下，二硒化钨等超薄二维材料可以将某些波长的可见光的偏振旋转几度。来自德国明斯特大学（University of Münster）和印度浦那印度科学教育与研究所（IISER）的科学家们在《自然-通讯》（Nature Communications）杂志上发表了他们的研究成果。 传统光学隔离器的问题之一是体积相当大，尺寸在几毫米到几厘米之间。因此，研究人员还无法在芯片上制造出可与日常硅基电子技术相媲美的微型集成光学系统。目前的集成光学芯片上只有几百个元件。 相比之下，计算机处理器芯片包含数十亿个开关元件。因此，德国和印度团队的研究工作在开发微型光隔离器方面向前迈出了一步。研究人员使用的二维材料只有几个原子层厚，因此比人的头发还要细十万倍。 明斯特大学的Rudolf Bratschitsch教授说：“未来，二维材料可能成为光隔离器的核心，并实现当今光学和未来量子光学计算与通信技术的片上集成。” 来自IISER的Ashish Arora教授补充说：“即使是光学隔离器所需的笨重磁铁，也可以用原子级薄型二维磁铁代替。这将大大缩小光子集成电路的尺寸。” 研究小组破译了导致他们发现的效应的机制：二维半导体中的结合电子-空穴对，即所谓的激子，在超薄材料置于小磁场中时，会使光的偏振发生强烈旋转。 Arora称：“在二维材料上进行如此灵敏的实验并不容易，因为样品面积非常小。科学家们不得不开发出一种新的测量技术，其速度比以前的方法快1000倍左右。”

2024-04-28  (点击量：0)
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2023年半导体市场收入比2022年下降了9%

《Omdia半导体总体竞争分析工具》报告（Omdia CLT）揭示了半导体行业的下滑，收入从2022年的5,977亿美元下降至2023年的5,448亿美元，跌幅9%。这一下降是在两年创纪录的增长之后发生的，突显了半导体市场的周期性。 "新冠疫情时期开始的长期上升趋势已经结束。在疫情期间半导体需求激增，导致市场短缺之后，情况发生了逆转。由于宏观经济因素，需求疲软，而半导体组件供应有所增加"Omdia半导体研究高级分析师Cliff Leimbach评论道。 2023年，尽管半导体行业整体低迷，但人工智能已成为该行业的重要增长动力，专注于这一领域的公司从中受益。英伟达是这一领域的明显赢家，其半导体收入自2022年翻了一番多，2023年达到490亿美元。英伟达的发展轨迹突显了这一成就，因为在2019年疫情之前，其半导体收入还不足100亿美元。尽管英伟达是人工智能的最大受益者，但值得注意的是，英伟达并不是唯一一家利用这一趋势的公司。 "英伟达半导体收入的快速增长使其成为2023年收入第二大半导体公司，仅次于英特尔。2022年的行业领导者三星在2023年下滑至第三位，因为其内存收入比2021年下降了近一半"Leimbach补充道。 与GPU集成以促进人工智能的高带宽内存（HBM）也出现了强劲的需求，SK海力士在这一领域处于领先地位，其他主要内存制造商也在进军这一领域。尽管内存市场在2022年整体下滑，但在2023年全年，HBM市场呈现了强劲的年增长率，增幅127%。Omdia预测，HBM可能在2024年创下更高的增长率，预估达到在150-200%之间，预计将引领内存市场的增长。 2023年，车载领域在半导体市场的影响力更大，收入增长超过15%，达到750亿美元。电动汽车的增长和智能汽车的集成推动了这一领域对半导体的需求，约占整个半导体市场的14%。 经济低迷对主要内存制造商产生了显著影响，按营收计算，这些制造商传统上都是排名前几位的半导体公司。此前，从2017年到2021年，三星电子、SK海力士和美光科技都位列收入前5位。然而，在严峻的内存市场条件下，三星电子在2023年排名第三，SK海力士排名第六，美光科技排名第十二。

2024-04-07  (点击量：11)

前2个月全国集成电路出口1607.1亿元，增长28.6%

3月7日，海关总署公布全国进出口重点商品量值数据。前2个月，机电产品*进口累计金额为9740.8亿元，累计比去年同期增长11%；出口累计金额为22167.1亿元，累计比去年同期增长11.8%. 其中，自动数据处理设备及其零部件进口金额558.1亿元，累计比去年同期增长72.9%；出口金额1,954.5亿元，累计比去年同期增长7.3%。 二极管及类似半导体器件进口741.7亿个，进口金额为250.7亿元，累计比去年同期增长8.6%； 手机出口12374.5万台，出口金额1374.7亿元，累计比去年同期减少15.8%。 集成电路进口785.2亿个，累计比去年同期增长16.8%，进口金额3886.8亿元，累计比去年同期增长19%；集成电路出口394.1亿个，累计比去年同期增长6.3%，出口金额1607.1亿元，累计比去年同期增长28.6%。 汽车(包括底盘）进口10.3万辆，累计比去年同期减少2.8%，进口金额为429.3亿元，累计比去年同期减少13.2%；出口83.1万辆，累计比去年同期减少22.1%，出口金额1118.9亿元，累计比去年同期减少15.8%。 汽车零配件进口金额285亿元，累计比去年同期增长0.6%，出口金额1046.7亿元，累计比去年同期减少19.7%。

2024-03-18  (点击量：15)
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具有高级降噪功能的超声波耳塞有望在2025年推出

耳机可能最终会超越几个世纪以来的古老技术，这要归功于一种使用超声波的新型微型扬声器。新的音频芯片可以为降噪耳塞铺平道路，这种耳塞还可以重现来自多个方向的声音效果。 初创公司xMEMS在1月9日的CES 2024上首次展示了其音频芯片Cypress，尺寸约为0.25英寸x 0.25英寸（6.3 x6.5毫米）。该公司表示，它将在明年年底前进入耳塞和耳机。 在传统扬声器中，金属线圈缠绕在磁铁上，电流通过线圈。通过电流产生的电磁力与永磁体的磁性相互作用，永磁体像活塞一样来回推动线圈。该线圈还连接到扬声器锥体或振膜上，该扬声器锥体或振膜推动空气产生声音。该技术于1800年代首次提出，至今仍在耳机中使用。 然而，以这种方式设计的扬声器容易出现损坏、磨损和相位失真等问题，其中，声音波形的形状在信号转换过程中发生变化，造成滞后并导致模糊声音。 Cypress微型扬声器是一种硅芯片，由两个组件组成：ASIC用于处理来自声音文件的电信号和超声波换能器。后一种组件使用压电效应将信号转换为声波，压电效应是指当施加电流时，材料会改变体积（或移动）。 传感器由微机电系统（MEMS）制成，MEMS是包含电子和运动部件的微型机器，它们广泛用于消费电子产品，如蜂鸣器和声音接收器。 与旧技术一样，Cypress换能器震动空气以产生声波。然而，与大多数由压电晶体或陶瓷组成的MEMS不同，Cypress使用了一类由锆钛酸铅（PZT）制成的新型压电薄膜。 PZT与硅扬声器振膜层一起作为半导体制造工艺中的一层。当以这种方式应用时，这些薄膜可以产生高分辨率、高质量的声音。 ASIC芯片首先接收和解释电信号，并将其传输到压电MEMS传感器。薄膜在高超声波频率下振动，产生映射到原始音频信号的空气脉冲。这会在Cypress芯片内部产生气压。最后，解调压电MEMS阀将这种声能转换为我们可以听到的音频。 xMEMS在一份声明中表示，与传统扬声器不同，扬声器输出显示出接近零的相移，因此更适合空间音频等功能，该功能模拟出了被不同位置的扬声器包围的效果。 Cypress芯片还可用于创造更好的降噪技术，该技术可产生量身定制的声波来消除环境噪音。从理论上讲，Cypress更快的机械响应和接近零的相位相干性能够消除更高频率的噪音，而今天的耳机很难掩盖这些噪音。Cypress芯片的这种运动在低频下也会产生更多的能量和压力——是该公司以前的非超声波微型扬声器芯片的40倍。耳机和耳塞将发生巨大变化耳塞和耳机有多种扬声器类型可供选择，但没有一种像微机电系统（MEMS）扬声器那样令人兴奋。在从硬盘驱动器到固态驱动器（SSD）的飞跃中，MEMS扬声器在形式上与传统的动圈或平衡电枢驱动器设计完全不同，并具有令人印象深刻的声明列表。例如，它们显著减轻了质量，提高了电源效率，并且产量高，零件间差异很小，这在制造和性能方面具有优势。 这些组件也称为固态扬声器，可以直接焊接到电路板上，而不是依赖飞线或弹簧端子，并且应该比无法回流到电路板上的传统扬声器更可靠。由于MEMS技术的固有优势，MEMS扬声器的到来将提高微型音频产品在电池寿命、音质和降噪方面的性能上限和下限。 虽然这不会在一夜之间发生，但耳塞转向全频MEMS扬声器而不是平衡电枢和动态扬声器，将吸引制造商希望在拥挤的市场中为他们的产品辩护。尽管上述全频扬声器要到2025年才会上市，但我们已经开始看到MEMS扬声器通过Creative Aurvana Ace 2等产品作为高音扬声器扩散到市场。 虽然个人音频技术在进步，但我们对「好声音」的理解也在进步。哈曼研究人员开发的当前研究和标准提高了我们对人们希望从音频设备中听到的内容的理解，但进步的步伐是永无止境的。在过去的六年中，音频行业采用了来自Bruel&Kjaer和HEAD acoustics等公司的更强大的测试设备，以及围绕听众喜欢的音乐播放系统进行研究的新途径。我们已经看到测量音质以及人们喜欢什么质量变得更加复杂。 例如，Knowles对耳塞反应偏好的研究已经确定了与年龄相关的模式。这种研究得到了最新一代耳朵模拟器的出现，这些模拟器在高于10KHz的频率下是准确的。随着时间的流逝，音频产品应该从这些研究中受益，将声音调谐视为一种更加以用户为中心的努力，而不是一种单一的、一刀切的方法。在Harman、Knowles、HEAD acoustics和其他公司的引领下，我们完全希望看到测量标准和对听觉系统（耳膜之外）的理解不断提高，最终使我们作为音乐消费者的所有人受益。

2024-03-01  (点击量：24)

美光发布最小尺寸 UFS 4.0 手机存储芯片：容量最高 1TB，为电池留出空间

2月27日消息，美光科技在MWC 2024上宣布了其最新手机存储解决方案。 该公司推出了迄今为止最紧凑的UFS 4.0封装，尺寸仅为9 x13毫米，仍然提供最高1 TB的容量和4300 MB/s顺序读取速度、4000 MB/s顺序写入速度。 美光表示，推出较小解决方案的主要原因是智能手机原始设备制造商的反馈。制造商们希望为更大的电池留出更多手机内部空间。 美光在其位于美国、中国和韩国的联合客户实验室开发了该产品，并基于其232层3D NAND技术构建。 与去年6月推出的11 x13毫米解决方案相比，UFS 4.0芯片的占用面积缩小了20%，在不影响整体性能的情况下减少功耗。美光带来了HPM（高性能模式），这是一项专有功能，可在智能手机密集使用期间优化性能，号称启用HPM时速度可提高25%。 美光现已推出三种版本的新型UFS 4.0存储样品：256GB、512GB和1TB，IT之家小伙伴可以期待一下后续搭载产品。

2024-03-01  (点击量：28)

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