Imec用High-NA EUV造出全球首款量子点量子比特器件

近期，比利时微电子研究


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技术展览会上发布了全球首款基于High-NA EUV光刻技术制造的量子点量子比特器件。这也是业界首次用半导体顶尖量产工艺造出先进量子硬件，量子计算的工业化路径正从"另起炉灶"转向"顺流而下"。

Imec选的技术路线是硅量子点自旋量子比特。原理不复杂：把单个电子困在纳米级栅极结构里，用电子自旋状态存量子信息。这条路线最大的优势是跟现有CMOS工艺高度兼容，理论上能复用半导体行业几十年积累下来的制造基础设施和微缩生态。

量子比特要好用，相邻量子点之间的


耦合


强度必须够高，而耦合强度对栅极间隙极其敏感。间隙越小，耦合越强，环境噪声干扰越小。要保证高保真度的双比特逻辑门运算，栅极间隙必须压到6纳米及以下。

传统NA 0.33的EUV光刻，工艺极限分辨率只有8到10纳米，够不着这个门槛。Imec直接用了ASML最新一代High-NA EUV


光刻机


，数值孔径从0.33拉到0.55，分辨率压进5纳米以下，稳定做出了6纳米的通道门-势垒门间隙，边缘粗糙度控制到亚纳米级，全局图案均匀性也过关。

这次不止做出了单个器件。Imec同时展示了在300毫米晶圆上可重复制造量子比特网络的能力，意味着这不是孤立的实验室原型，而是朝着大规模量产迈出了实质一步。理论上，这种纳米级尺寸可以把数百万个量子比特集成到单颗芯片上。

Imec量子集成


工程师


Sofie Beyne说得很直接："我们可以复用整个硅缩放生态系统，把量子器件从实验室实验推向大规模、可制造的系统。"

这个细节值得注意。Imec没有选学术期刊或量子计算专业会议，而是选了以半导体制造供应链为核心的ITF World。


信号


很明确：这首先是一个制造问题，其次才是物理问题。当


AI


算力需求暴涨，


驱动芯片


制程不断微缩的那套High-NA EUV工艺，现在可以直接拿来造量子比特了。量子计算不需要另建一套制造体系，搭半导体行业的便车就行。