为了遏制中国科技发展，近年来美国越来越多地动用国家力量，通过各种“恶意限制”手段来维护其技术霸权的地位。比如，多次收紧半导体设备出口中国、频繁扩大技术出口管制清单，以及禁止ASML向我国出售14nm及以下工艺的DUV光刻机，甚至还将魔抓伸向了华裔科学家。

然而，面对这些“卡脖子”技术问题，中国不仅没有选择屈服，反而走出了一条自己独特的发展之路。这不，刚刚国内自主芯片产业就传来一个好消息：9月14日晚间，国际顶级学术期刊《自然》发表了一项最新研究，中国科学家首次得到了纳米级光雕刻三维结构，在下一代光电芯片制造领域取得了重大突破。

据悉，南京大学张勇、肖敏、祝世宁领衔的科研团队，发明了一种新型“非互易飞秒激光极化铁电畴”技术，将飞秒脉冲激光聚焦于材料“铌酸锂”的晶体内部，通过控制激光移动的方向，在晶体内部形成有效电场，实现三维结构的直写和擦除。

这一技术的难度在于，它突破了传统飞秒激光的光衍射极限，把光雕刻铌酸锂三维结构的尺寸，从传统的1μm量级（相当于头发丝的五十分之一）首次缩小到纳米级，达到30nm，从而大大提高了加工精度。

该研究指出，这一重大发明未来或可开辟光电芯片制造新赛道，有望用于光电调制器、声学滤波器、非易失铁电存储器等关键光电器件芯片制备，在5G/6G通讯、光计算、人工智能等领域有广泛的应用前景。

我们都知道，芯片作为当代科学技术发展的结晶，在军事、民用等各大领域均发挥着不可替代的重要作用。然而，随着集成电路的不断发展，传统的电子集成电路在带宽与能耗等方面逐渐逼近极限，再加上DUV/EUV光刻机的出货受到限制。因此，光电芯片作为全球半导体行业的一个重要细分赛道，则被业内认为是“最有希望的继任者”。

简单来说，光电芯片是一种高度集成的元器件，其所集成的元件包括激光器、调制器、耦合器、分束器、波分复用器、探测器等，主要用来完成光电信号转换的。

从原理上看，电子集成芯片采用电流信号来作为信息的载体，而光电芯片则采用频率更高的光波来作为信息载体。相较于电子集成电路或电互联技术，光子集成电路与光互连展现出了更低的传输损耗、更宽的传输带宽、更小的时间延迟，以及更强的抗电磁干扰能力。

此外，光互联还能通过使用多种复用方式（例如波分复用WDM、模分互用MDM等）来提高传输媒质内的通信容量。因此，建立在集成光路基础上的片上光互联被认为是一种极具潜力的技术，而光电芯片则可用以克服电子传输所带来的瓶颈问题。

据悉，为了打破美芯的限制，华为早已将目光放在了光电芯片上，前两年不仅斥资10亿英镑在英国剑桥园区建设了光电研发中心，还招揽了大批国外顶尖人才为其研发光电芯片。

此前，华为创始人任正非就曾表示，光电芯片是完全可以绕开美国技术封锁的。换句话说，由于光电芯片的制造工艺不同于硅芯片，即使没有EUV光刻机，只要我们能够掌握这一技术，一样可以量产7nm及以下的芯片！

▲资料图

除了光电芯片领域，我国科学家在量子模拟前沿领域也有了新的突破。

根据《自然》当天发表的另一项研究显示，南京大学缪峰合作团队通过在“原子世界搭积木”的方式，把两个石墨烯双原子层，以旋转180°+0.75°的特殊角度叠加，并施加一个垂直电场，研制出了一种全新的量子材料。同时，通过改变垂直电场，在国际物理学界首次观测到了量子融化的“中间态”，并揭示了这一量子“中间态”的演化机制。

据悉，这一重大理论机制的创新成果，未来有望用于开发高密度集成、高度可调和易于读取的固体量子模拟器。例如通过模拟生物神经网络、化学反应系统等复杂体系的演化，用于类脑人工智能技术开发和新药研发等。

虽然中国面临着很多“卡脖子”技术问题，但目前已有不少行业通过各项举措推动技术突破，正在逐步弥补各个需要“补短板”、“锻长板”、“填空白”的关键细分领域。

相信在不久的将来，我国在集成电路、生物医药、人工智能等重点领域和关键环节都将出现各种突破——中国将会在各个关键核心技术上有自己的“话语权”！

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