6月15日，天津。中核集團旗下中國原子能工業有限公司所屬核工業理化工程研究院（以下簡稱“核理化院”）發布消息：豐度超過99.99%的硅-28同位素實現公斤級量產。中國科學院院士俞大鵬將此舉稱為“解決硅基量子計算燃眉之急”，中國工程院院士雷增光則給出了“補齊產業鏈關鍵環節”的判斷。
這不是實驗室里的樣品展示。年產公斤級的產能、99.9969%的實測豐度、第三方機構中國計量院的認證——從2010年99.5%的初步突破，到2025年生產系統建成，再到2026年的量產落地，這場國產超高豐度硅-28的馬拉松跑了超過二十年。
量產只是起點。在量子計算、先進制程半導體、精密計量三條賽道上，硅-28的產業化節奏與商業前景，才是市場真正關心的命題。
量產破局：打破二十年的進口依賴
天然硅中，硅-28的豐度為92.2%。硅-29和硅-30占比約7.8%。在量子計算場景下，硅-29的原子核自旋產生的磁噪聲會干擾量子比特的相干性。相干時間的衰減直接影響量子計算的可行性——毫秒與微秒的差距，對應著成百上千倍的計算能力落差。
想要將硅-28的豐度提高到99.99%以上，難點在于硅-28與硅-29、硅-30的化學性質相同，差異僅有微小的中子數差，對設備和工藝的要求極高。
作為我國從事同位素分離技術研究和裝備研制的重點科研機構，核理化院利用30余年穩定同位素研發的技術積淀，攻克了設備、系統、控制三個技術難題。科研團隊基于底層理論重新建模，摸索技術路線，推翻十幾套設計方案后，確定了最優設計方案，研制各種設備，建設復雜工藝系統，最大化發揮設備性能，實現多點位、高精度的精確控制。
這場突破最直接的商業意義在于定價權。
此前，高豐度硅-28只能依賴進口，價格高昂。跨境采購還面臨物流中斷、結算系統屏蔽等不可控因素的困擾。
核工業理化工程研究院副院長劉成業向中國工業報記者表示：“沒有自己的產品之前，定價權不在我們手上。實現自主量產后，我們的售價顯著低于進口價格，并且有望在產能釋放之后，進一步降低售價。”
對于科研單位而言，公斤級量產意味著什么？在硅-28領域，用量通常以克甚至毫克計量。能達到公斤級，表明核理化院已具備工業化連續生產的能力。對此，劉成業表示，目前的技術和系統設計已可實現規模化擴產，從技術上看沒有問題。核理化院目前已與國內大部分從事硅基量子計算的科研單位建立聯系，今年下半年，基于國產超高豐度硅-28同位素構建的硅基量子芯片有望公開測量結果。
三條賽道：從量子計算到芯片制程
作為重要的穩定同位素材料，高豐度硅-28同位素在量子計算、先進制程半導體、精密計量等前沿領域有著核心應用需求。核理化院將下游應用鎖定為三個方向，其中半導體領域被視為遠期規模最大的市場。
量子計算，是當前最迫切的需求方。
硅基量子計算路線的獨特優勢在于芯片制造工藝與傳統半導體工藝高度兼容。目前行業仍處于量子比特數量從兩位數向千級、萬級跨越的階段。核理化院穩定同位素技術研發中心副總經理蔡偉向中國工業報記者介紹，現階段量子芯片的微觀結構大多由科學家“手搓”完成——通過掃描電子顯微鏡等工具人工雕琢。但在未來的規模化階段，必須依靠與現在主流半導體類似的晶圓制造工藝實現批量生產。硅-28襯底是這一路線的必要前提。
先進制程半導體，是體量最大的潛在市場。
這是三條賽道中市場空間最大、但產業化周期最長的一條。隨著芯片制程從5納米向3納米及以下演進，電子的“量子遂穿”效應導致的不良率問題日趨嚴重。一種技術思路是：在不改變現有制造工藝的前提下，將芯片中特定層或區域的天然硅替換為高豐度硅-28同位素。由于硅-28的晶格結構更規整、缺陷更少，導熱性能和載流子遷移率均有明顯提升。有研究數據顯示，采用硅-28制作的納米線，導熱性能提升超過150%。業內專家評估，僅此一項材料替換，有可能帶來約一代制程的性能增益。
對國內半導體產業而言，這條技術路徑的特殊價值在于其“繞開設備瓶頸”的可能性。在光刻機等關鍵設備受限的背景下，通過材料端的改良實現性能追趕，是一個值得關注的替代方案。目前核理化院已與國內相關單位進行對接，開展相關實驗研究。
精密計量，是穩定性最高的基礎需求。
硅-28在這一領域的應用與阿伏伽德羅常數的精確測定直接相關。采用高純硅-28制成的單晶硅球，通過測量其質量、體積和晶格常數，可以反推出阿伏伽德羅常數的精確值。這一數值的精確度直接影響國際單位制中“千克”的定義。我國相關科研單位正在推動多項標準物理量的重新測量，高豐度硅-28是其中不可或缺的基礎材料。
價格分化：研發端高價工業端降價
在商業邏輯上，硅-28的價格走勢將呈現“研發端高價、工業端降價”的分化路徑。
當前階段，下游客戶主要是科研院所和高校，對豐度的要求極高（99.99%以上），用量較小。這一階段的定價策略是支撐研發成本和持續投入。而一旦進入半導體領域的規模化應用，例如作為晶圓制造的替代材料——技術參數要求可能適度放寬（如從99.99%降至99.9%級別），同時需求量將大幅躍升。屆時價格有望實現數量級下降，以適配工業端的成本結構。核理化院將這一目標表述為“技術參數與成本的平衡”。
產能方面，目前年產公斤級的生產線已可滿足國內科研需求。若下游量子計算或半導體領域的需求放量，核理化院具備擴產的技術條件。對此，劉成業透露：“隨著應用的拓廣和產業發展，我們完全可以進一步擴大生產規模。”
在國際競爭格局中，目前只有極少數國家具備超高豐度硅-28同位素的生產能力。超高豐度硅-28的自主量產，標志著我國穩定同位素研發技術能力已邁進世界第一梯隊。在價格優勢和產能保障的雙重條件下，高豐度硅-28未來進入國際市場是一個可預期的選項。
值得關注的是，核理化院此次發布的硅-28自主量產并非孤立事件。該院已全面掌握12種元素、26種穩定同位素產品的制備技術，在“十五五”期間計劃將產品種類擴展至20種元素、30種產品以上。這一產品矩陣的搭建，本質上是在構建一個穩定同位素的材料平臺——以技術壁壘和規模效應鎖定從基礎科研、前沿科技、高端制造到核醫療的多條產業鏈上游位置。
市場驗證：從技術突破到資本共振
硅-28量產的消息發布當天，資本市場即作出反應。
6月15日午后，中核科技（000777.SZ）直線拉升，1分鐘內封死漲停板，股價報18.06元/股。與此同時，半導體硅片概念集體異動，有研硅（688432.SH）盤中一度漲超19%，晶盛機電、神工股份、滬硅產業、民德電子等跟漲。合盛硅業沖上漲停后開板，收盤上漲6.99%。
ETF市場同步放量。科創半導體ETF華夏（588170.SH）6月15日收漲5.03%，成分股有研硅上漲19.62%、晶升股份上漲10.52%、天岳先進上漲9.11%。科創新材料ETF博時（588010.SH）連續3天獲得資金凈流入，合計“吸金”1.88億元。
機構層面，19只量子科技相關個股獲得5家及以上機構評級，銀輪股份、中科曙光、中天科技評級機構家數居前，分別為24家、18家、12家。國盾量子、華工科技、光迅科技獲機構一致預測2026年營業收入增長率超40%。
然而，資本市場的反應并不完全理性。因處于中核集團體系內、名稱自帶“科技”元素，中核科技被大量投資者誤認為是“唯一綁定硅-28量產源頭”“硅基量子芯片概念的絕對龍頭”。6月15日至17日，該股連續三個交易日漲停，收盤股價漲幅偏離值累計達27.89%。6月17日晚，中核科技緊急發布澄清公告：公司主營業務為工業閥門，未涉及硅-28的研發、提純、生產、加工等相關業務。公告同時披露，公司一季度歸母凈利潤為-1070.84萬元，提醒投資者理性決策。
市場的誤讀與迅速糾偏，折射出一個現實：硅-28從材料突破到產業鏈真正的受益標的，尚需時間梳理。核理化院隸屬于中核集團旗下中國原子能工業有限公司。當前A股市場中尚無直接對應硅-28量產主體的上市公司，資金更多是基于產業鏈邏輯進行的主題博弈。
從更大的產業周期來看，此次突破正值《核技術應用產業高質量發展三年行動方案（2024—2026年）》收官之年。全球量子計算市場規模預計將從2023年的47億美元增長至2028年的434億美元，2035年有望達到8117億美元。國內量子糾錯已于2025年越過閾值，容錯計算正從理論走向工程驗證。國儀量子日前通過科創板注冊即將上市，本源量子完成近30億元Pre-IPO輪融資，多只量子產業基金密集設立。
硅-28量產在這一進程中的角色，是為一整條產業鏈提供“入場券”——沒有它，硅基量子計算的規模化就無從談起。但產業化節奏，市場預期與產業現實之間仍存在差距：從材料突破到下游芯片規模化應用，尚需5到10年的技術迭代周期。市場短期情緒可以推高股價，但產業長期價值仍需時間兌現。
東興證券最新研報顯示，量子計算正從科研培育期邁入工程化加速階段，成為全球科技競爭與國家戰略布局的關鍵賽道。華泰證券此前亦提醒，硅基集成電路已逼近物理極限，量子計算有望成為后摩爾時代計算能力跨越式發展的核心方案之一，2030年全球市場規模有望達到千億美元。（記者 余娜）
轉自：中國工業報
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