欧洲抢滩量子芯片工业化:SPINS项目如何拼上“半导体量子”的最后版图?

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## 原文要点

据TNO(荷兰应用科学研究院)官方报道,欧洲已正式启动名为SPINS(半导体工业量子纳米系统试点线)的前沿项目。该项目是《欧洲芯片法案》(EU Chips Act)框架下设立的六大旗舰级欧洲量子试点项目之一,旨在加速量子技术的工业化部署。SPINS项目由欧盟芯片联合企业(Chips JU)以及各参研成员国的国家和地区政府共同资助,由比利时微电子研究中心(imec)牵头协调,汇集了来自研究机构、工业界和学术界的25家欧洲顶尖合作伙伴。

原文指出,SPINS的核心目标是弥合前沿量子研究与可量产、可扩展量子处理器之间的鸿沟,以此强化欧洲在量子计算领域的领导地位和技术主权。在该项目中,荷兰TNO发挥着关键作用。TNO主要致力于通过其在计量学、器件表征和低温测试方面的专业技术,强化锗/硅锗(Ge/GeSi)量子器件试点线。

据报道,TNO正在与imec及其他伙伴紧密合作,设计新型测试结构,并在室温和低温条件下对短流程(short-loop)器件进行表征。这种方法能够针对关键性能和质量要求,对不同的制造工艺进行快速且可靠的基准测试,从而显著缩短试点线内部的技术迭代周期,推动半导体量子芯片的工业化进程。

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## 深度分析

量子计算正处于从“实验室玩具”向“产业化工具”过渡的质变期。欧洲高调推出SPINS项目,并将其列为《欧洲芯片法案》的旗舰项目,其背后的战略意图昭然若揭:在超导和离子阱等路线之外,欧洲正在全力押注“半导体硅基/锗基自旋量子比特”路线。这一路线的最大优势在于能够兼容现有的成熟半导体CMOS工艺。欧洲企图利用imec等机构在传统微电子制造领域的深厚积淀,直接在硅片上“印刷”量子芯片,从而实现对美、中等国在超导量子路线上的弯道超车。

然而,从实验室里的个位数物理量子比特,到工业级可扩展的百万级量子比特,其间横亘着一道被称为“死亡之谷”的工艺鸿沟。量子器件对材料缺陷、界面粗糙度以及工艺波动的敏感度,比传统晶体管高出数个数量级。这正是TNO在SPINS项目中扮演关键角色的原因。

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TNO所攻关的“低温计量与快速表征技术”,实际上是量子芯片量产的“质检仪”与“加速器”。在极低温(接近绝对零度)下工作的量子芯片,如果每次测试都要经历完整的封装和降温流程,其研发周期将极其漫长。TNO通过短流程器件表征和先进计量学,在制造早期就筛选出不合格工艺,这无异于在量子芯片生产线上引入了“快速反馈闭环”。

可以预见,SPINS项目不仅是欧洲争夺“技术主权”的政治宣言,更是其在量子半导体供应链上的一次务实卡位。一旦锗/硅锗(Ge/GeSi)工艺线在imec和TNO的联手下实现标准化,欧洲将握有全球最完备的半导体量子制造生态,这也是其对抗全球科技脱钩、构建自身产业护城河的终极底牌。
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📰 来源: [tno.nl](https://www.tno.nl/en/digital/semicon-quantum/quantum-technologies/leading-quantum-projects/spins/)

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