导语
2026 年 6 月 15 日，中核集团核工业理化工程研究院正式对外公布重大材料攻关成果：我国自主研发生产线成功实现丰度超 99.99% 硅 – 28 超高纯硅稳定量产，彻底打破海外长期技术封锁与市场垄断。天然硅中硅 – 28 天然丰度仅 92.2%，混杂同位素会产生信号噪声，制约高端制造、前沿科研发展；此次国产高纯硅纯度实现量级跨越，补齐国内高端硅材产业链上游核心短板，为量子计算、先进半导体、航天导航、高端医疗、精密计量等国家战略性领域打开国产化升级新空间。
硅-28高纯硅成品
一、攻克极致提纯壁垒，建成全自主可控高纯硅产线
长期以来，丰度 99.99% 级超高纯硅制备技术被少数海外企业垄断，成套工艺、分离提纯设备严格限制对华出口，国内硅基前沿产业长期面临 “原料卡脖子” 困境。
本次研发团队深耕稳定同位素分离技术多年，自主创新多级离心富集、分级高纯纯化一体化工艺，完全依托国产设备搭建完整生产链路，打通原料预处理、同位素分离、超高纯提纯、单晶成型全流程，无海外核心技术依赖。生产线可实现公斤级稳定连续供货，产品杂质同位素含量控制至万分之一以内，各项关键性能指标对标全球顶尖水准，我国也成为全球少数掌握该成套工业化制备技术的国家。
业内专家介绍，硅 – 28 原子核自旋为零，能够最大程度抑制量子噪声、降低元器件信号干扰，是普通工业硅、光伏级硅完全无法替代的特种核心材料；从天然 92.2% 基础丰度提纯至 99.99%，意味着剔除几乎全部干扰杂质，是高端精密制造、前沿基础科研的硬性材料门槛。
二、多核心赛道全面受益，打开产业升级新机遇
（一）硅基量子计算：终结 “无米之炊”，加速多比特量子芯片落地
超高纯硅 – 28 是硅基量子芯片不可替代的基底材料。过往低纯度硅中硅 – 29、硅 – 30 杂质会持续产生磁场干扰，大幅缩短量子比特相干时间，限制量子芯片运算精度与算力规模。
随着国产 99.99% 高纯硅量产落地，国内科研机构、量子企业可摆脱进口原料供给不稳定、采购成本高昂的难题，批量开展多比特硅基量子芯片试制、原型机迭代研发。中科院俞大鹏院士评价，该突破扫清硅基量子计算规模化发展最大材料障碍，推动我国在通用量子计算机、量子加密、量子仿真赛道抢占自主发展先机，助力气候模拟、药物分子仿真、密码破译等高算力场景快速落地。
（二）先进半导体与 AI 算力：赋能 3nm 及以下高端芯片国产替代
先进制程芯片对衬底纯度要求严苛，99.99% 超高纯硅可大幅降低晶圆内部漏电、信号串扰问题，适配 7nm、3nm 及以下逻辑芯片、AI 算力 GPU、存储芯片制造需求。
当前国内 12 英寸高端硅片、先进制程晶圆国产替代持续提速，AI 服务器、大模型算力芯片需求爆发，单台 AI 服务器硅材料消耗量为传统服务器 3.8 倍，高端高纯硅供给缺口长期存在。国产化高纯硅稳定供货后，本土晶圆厂、半导体材料企业供应链自主度大幅提升，有效降低海外原料采购成本与供应链风险，带动功率半导体、存储芯片、车载智能芯片全链条技术迭代，支撑国内算力产业自主可控发展。
半导体硅片制造
（三）航天北斗与深空探测：打造超高精度导航底座
卫星高精度原子钟、北斗导航定位芯片核心衬底均需超高纯硅支撑。低纯度硅带来的信号漂移，会直接降低卫星定位精度，制约航空航天、自动驾驶、无人机测绘场景应用。
国产高纯硅量产将显著提升星载原子钟稳定度，缩小北斗定位误差，恶劣环境下导航信号抗干扰能力大幅增强。利好深空探测卫星、商用航天、自动驾驶、低空物流无人机产业发展，推动高精度定位技术在交通调度、海洋测绘、应急救援领域普及，强化我国空间信息产业核心竞争力。
（四）高端核医疗装备：降低诊疗成本，推动精准医疗普及
在核医学领域，99.99% 高纯硅是高精度 CT、肿瘤靶向放疗设备、医学影像探测器的核心基底。此前高端医疗设备核心硅基部件依赖进口，推高医疗设备采购与患者诊疗费用。
材料国产化后，国内医疗器械厂商可自主研发高端放疗、影像设备，基层医疗机构引进高精尖诊疗器械门槛降低；同时依托量子计算 + 高纯硅基底加速抗癌药、罕见病药物分子模拟研发，大幅缩短新药研发周期，推动平价特效药落地，切实减轻群众就医负担。
（五）国家精密计量与高端制造：筑牢国家标准基础
硅 – 28 是国际千克基准、精密物理计量仪器的标准载体，广泛用于长度、质量、辐射检测等高精校准设备。超高纯硅自主供给，能够完善我国自主计量标准体系，摆脱计量基准材料进口依赖，赋能精密仪器、半导体检测、环境污染物溯源、新材料研发等高端制造细分领域，夯实我国制造业高精度发展根基。
三、产业链协同共振，构建自主可控硅基产业生态
此次高纯硅量产突破并非单一材料技术升级，而是带动从同位素提纯、硅单晶制造、硅片加工到下游芯片、量子设备、医疗装备全产业链协同发展。
一方面，成套国产提纯工艺可向外辐射钼、碲、镍等其他稳定同位素产业，提升国内特种同位素材料整体制造水平；另一方面，稳定、低成本本土原料供给，将刺激下游企业加大研发投入，催生量子芯片、高端半导体设备、国产医疗装备创新项目，培育全新高端材料产业集群。
业内分析指出，随着高纯硅产能持续爬坡，未来将逐步实现规模化降本，加速各领域国产材料替代进程，改变全球高端硅材市场供应格局，为我国高端制造、前沿科技长期高质量发展提供稳定原料保障。
结语
从天然硅 92.2% 基础纯度，到工业化量产 99.99% 超高纯硅，一字之差背后是数年持续科研攻坚，更是我国战略基础材料自主化的里程碑式突破。下一步，研发团队将持续优化产线产能、拓展高纯硅产品规格，持续赋能量子科技、半导体、航天、医疗、精密制造等关键领域，以核心材料自主可控，支撑我国科技自立自强，抢占全球高端制造与前沿科技发展主动权。
