2020年9月29日 星期二

大灣區芯片產業鏈

家鄉來鴻,報稱蓬江企業自主研發的6比特超導量子計算雲平臺已正式上線,見到這麼多科技文字,要上網尋找答案。

記得大二修讀電子學,有關半導體芯片,這要算是第一代:


第一代半導體:

主要材料:鍺(Germanium Ge)、矽(Silicon Si)等單元素半導體

發展過程:上世紀五、六十年代逐步應用於晶體管

主要應用:低電壓、低頻、中功率晶體管和光電探測器

第二代半導體:

主要材料:砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)等Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體

發展過程:上世紀八十年代逐步發展起來

主要應用:衛星通信、移動通信、光通信和GPS導航等

第三代半導體:

主要材料:主要代表是氮化鎵(GaN)、碳化矽(SiC

發展過程:上世紀九十年代開始逐步發展

主要應用:高電壓、高頻、高功率的電力電子、電源管理等

家鄉所應用的量子計算機屬於第三代後發展的量子科技。大致可以分為三大模組:量子位元板、控制板和低溫系統。量子位元(qubit)是量子信息的計量單位。傳統電腦使用的是01,量子電腦雖然也是使用01,但不同的是,量子電腦的01可以同時計算,這種效果叫量子疊加。

相對當年大二所學到的電腦2位元(bit)兩個二維電子位元有(2^24)個值,即增加每一個量子位元的維度,而不是在相同空間裡擠進更多量子位元。想知道這麼做為何有效用,讓我們回到一個基本的數學問題:
2^3
等於多少?答案是8(即2×2×28)。
3^2
呢?答案是9(即3×39)。

這些結果的數量級幾乎相同。因此,只用兩個三維電子位元,就可以存取多於三個二維量子位元的狀態。因此6 qubit的計算機的計算能力比6 bit電子計算機快。

量子位元板的發展目前仍然是以基礎科研為主,控制板—控制和讀取量子位元—乃至於量子計算機與傳統計算機的界面銜接則已進入工程的領域,而這部分正是半導體的擅場。從量子位元板後面連接出的那些散漫導線,現在要開始慢慢收拾靠攏了。

據新華社合肥913日電我國企業自主研發的6比特超導量子計算雲平臺日前正式上線,全球用戶可以線上體驗來自中國的量子計算服務。

家鄉量子計算雲平臺提供了圖形化程式設計、代碼程式設計兩種線上程式設計方式。為了讓用戶使用該平臺開發出更為多樣的量子演算法與量副程式,量子基於自主開發的量子程式設計框架“量子熊貓”與量子程式設計語言“量子音符”,開發並推出了複雜網路排序、手寫數位識別、使用者偏好行為預測3款典型的量子程式設計應用,供用戶學習使用。

 關於廣東省政府打造大灣區芯片產業鏈方面,她發布了20個戰略性產業集群的行動計劃。其中,廣東將設置首期規模達到200億元的半導體及集成電路產業的投資基金,每年並投入不低於10億元(人民幣,下同),支持半導體與集成電路領域技術創新,就基於氮化鎵等前沿新材料的第三代半導體和先進封裝技術等方向開展關鍵核心技術攻關,在未來五年打造灣區芯片半導體產業鏈。

廣東省政府舉行的新聞發布會中,重點介紹解讀《關於培育發展戰略性支柱產業集群和戰略性新興產業集群的意見》(以下簡稱《意見》)以及廣東20個戰略性產業集群行動計劃。

在半導體及集成電路產業發展方面的目標為:2025年,年主營業務收入突破4000億元,年均增長超過20%,其中集成電路設計業超過2000億元。形成3家以上銷售收入超過100億元和一批銷售超過10億元的設計企業。

「廣東是內地經濟第一大省,製造業雄厚,擁有廣泛的芯片應用領域,包括在消費電子、通信、人工智能等等。現時國際技術封鎖的背景下,廣東補齊芯片產業鏈短板、研發自主核心技術迫在眉睫。」廣東省體制改革研究會執行會長彭澎接受大公報記者專訪時表示,芯片研發屬於投入周期長、回報收益慢的領域,需廣東省政府長期大規模保持投入。

至於香港如何把握大灣區芯片產業發展機遇?彭澎告訴記者,芯片產業除了特種裝備引進、核心技術研發外,還涉及到設計、製造、封測等環節的全產業鏈,珠三角地區未來五年正努力打造一個環環相扣的產業鏈。而香港聚集了眾多國際一流院校,在設計和知識產權保護方面受認可,科研、設計優勢明顯。「比如港大、港科大等高校就擁有高精尖領域的研發優勢,加上香港目前仍是國際人才進入的通道。廣東可以考慮在香港合辦相關芯片產業研究院,吸納全球芯片研發的人才、技術、設備,在大灣區內形成一種國際化的研發模式。」

《廣東省加快半導體及集成電路產業發展的若干意見》今年二月初出台,當中提到,在芯片設計方面,廣東將大力發展第三代半導體芯片,前瞻布局毫米波芯片、太赫茲芯片等。在材料及關鍵電子元器件方面,將大力發展氮化鎵、碳化硅、氧化鋅等第三代半導體材料,積極發展電子級多晶硅及硅片製造。

而在提升研發創新能力方面,廣東省科技創新戰略專項資金將每年投入不低於10億元用於支持集成電路領域技術創新。圍繞芯片架構、優勢芯片產品、第三代半導體、先進封裝技術等方向開展關鍵核心技術攻關,省科技創新戰略專項資金設立研發重大專項予以支持。


 

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