国内首条量子芯片生产线亮相
人勤春来早。在安徽合肥,国内首条量子芯片生产线上这几天已经是一片繁忙景象。我国最新量子计算机“悟空”即将在这里面世,生产线正在紧锣密鼓生产量子芯片。
据了解,这条产线于2022年1月投入运营,在这一年的时间里,陆续导入24台量子芯片生产相关的工艺设备,孵化出了3套自研的量子芯片专用设备,生产了1500多个批次流片试制的产品,交付了多个批次的量子芯片以及量子放大器等产品。
合肥本源量子已研发出多台中国量子计算机,并成功交付一台量子计算机给用户使用,使我国成为世界上第三个具备量子计算机整机交付能力的国家。
所谓量子芯片就是将量子线路集成在基片上,进而承载量子信息处理的功能。借鉴于传统计算机的发展历程,量子计算机的研究在克服瓶颈技术之后,要想实现商品化和产业升级,需要走集成化的道路。超导系统、半导体量子点系统、微纳光子学系统、甚至是原子和离子系统,都想走芯片化的道路。从发展看,超导量子芯片系统从技术上走在了其它物理系统的前面;传统的半导体量子点系统也是人们努力探索的目标,因为毕竟传统的半导体工业发展已经很成熟,如半导体量子芯片在退相干时间和操控精度上一旦突破容错量子计算的阈值,有望集成传统半导体工业的现有成果,大大节省开发成本。
据中研普华产业院研究报告《2023-2028年版芯片产业政府战略管理与区域发展战略研究咨询报告》分析
相较于传统芯片,光量子芯片主要由数目庞大的光量子器件集成,而这些器件的制造虽然需要使用到微纳米加工技术,但是对加工设备的要求并不像加工传统芯片那样严格,只需要借助低端的光刻机就可以完成。此外,光量子芯片使用光作为信息传递的载体,储存的信息可以保存更长的时间,而且光量子芯片对外界的抗干扰性更强,兼容性更好,操控精度更加准确,是未来芯片主流的发展方向。全球光量子领域处于起步阶段,在芯片国产化及自主可控趋势推动下,国内光量子芯片研发及产业化进程望提速。
中国推动的光量子芯片技术已取得领先优势,但是在商用的过程中只有团结全球诸多行业的力量才能加快发展,这次再次选择了欧洲的德国,如此中欧合作可望再次在芯片技术行业打破美国的垄断。
当前的硅基芯片技术由美国主导,美国形成了从硅基芯片材料、EDA工具、芯片设备、芯片标准等完整的生态,由此导致欧洲从早年占全球芯片市场近三成的市场份额跌至如今的8%,为了重振芯片产业,欧盟在2022年底签署了450亿欧元的芯片产业计划,希望至2030年取得全球芯片市场20%的份额。
全球芯片大厂在美国、欧洲、日本、韩国的新厂建设、旧厂扩建都在加码,新的芯片战略计划中,可以看到全球芯片大厂的布局在加重。同时,中国又是芯片进口大国,在芯片战略领域的消耗力度全球排名前列,成为芯片大厂的重要销售市场。
过去15年来,我国集成电路产业高速增长,产值增长近14倍,年均复合增长率达到19.2%,远高于全球4.5%的年均复合增长率。但我国高端芯片对外依赖度高,大部分市场占有率低于0.5%。国务院发布的相关数据显示,中国芯片自给率要在2025年达到70%。预计到2025年,中国制造的集成电路制造将仅占国内整体集成电路市场的19.4%,远低于70%的自给率目标。
中国集成电路市场规模和本土制造之间有着非常明显的区别。尽管自2005年以来中国一直是最大的集成电路消费大国,但集成电路的制造并未紧随其后大幅增长。2020年中国的集成电路的产量占国内1434亿美元集成电路市场的15.9%,高于10年前即2010年的10.2%。据预测,这一份额将从2020年开始平均每年增长0.7个百分点,到2025年增加3.5个百分点至19.4%。2020年,在中国制造的价值227亿美元的集成电路中,中国本土公司仅生产了83亿美元(占36.5%),仅占中国1,434亿美元集成电路市场的5.9%。台积电、SK海力士、三星、英特尔、联电和其它在中国有芯片制造厂的外国公司生产了其余的芯片。
趋势预测
2020年,我国出台半导体相关优惠税收政策,进一步促进国内相关企业的发展。由此,2020年国内半导体相关企业数量明显出现增长。截至2021年12月,国内芯片设计企业已经由2020年的2218家增长了592家,达到了2810家,同比增长26.7%。与此同时,2021年全年芯片行业投资总额预计超1500亿元。到2025年,中国的集成电路制造业规模将增加到432亿美元。那时,中国的集成电路制造仍将仅占预测的2025年全球集成电路市场总额5,779亿美元的7.5%。即使部分中国生产商的芯片销售量大幅增加(许多中国芯片生产商都是代工,他们将其芯片出售给将这些产品转售给电子系统生产商),中国生产的芯片到2025年仍然仅占全球集成电路市场的10%。目前的预测是,中国集成电路生产将在2020年至2025年期间实现13.7%的高复合年增长率。
欲了解更多关于芯片行业的市场数据及未来行业投资前景,可以点击查看中研普华产业院研究报告《2023-2028年版芯片产业政府战略管理与区域发展战略研究咨询报告》。

关注公众号
免费获取更多报告节选
免费咨询行业专家