我国首次实现硅-28同位素自主量产，破解量子计算关键材料“卡脖子”难题
艾媒网（iiMedia.cn）获悉，6月15日，中国科学家在稳定同位素富集与高纯硅制备领域取得关键性突破，首次成功实现丰度超过99.99%的硅-28同位素自主量产。
这项由中核集团旗下中国原子能工业有限公司所属核工业理化工程研究院研制生产的产品，关键指标达国际先进水平，宣告中国在长期被海外垄断的“硅时代的石油”领域实现换道突围。
从“靠天吃饭”到“人工造砂”
路径创新改写产业格局。高纯石英砂是半导体、光纤通信和光伏产业不可或缺的基础材料，其纯度直接决定器件性能。长期以来，全球高端天然石英矿高度集中，美国尤尼明等企业垄断了核心供给，国内产业只能依赖天然矿提纯，物理极限难以突破。
此次人工合成路线不依赖天然矿脉，通过水热晶化等可控反应在分子层面制备高纯石英晶体，将杂质控制在原子尺度，高端产品纯度可达99.9999%。正如武汉工程大学副教授所言，“人工合成砂的纯度是‘长出来’的”，此举让中外企业首次站在同一起跑线上。
更深远的意义在于，该技术为硅-28同位素的自主量产提供了核心支撑。硅-28是量子计算实现可扩展量子比特的关键材料，此前完全依赖进口。
中核集团的突破之所以至关重要，正是因为它对接上了中国量子科技产业极为迫切的市场需求。iiMedia Research（艾媒咨询）发布的数据显示，2024年中国量子科技总市场规模为219.6亿元，至2025年已增至275.7亿元，年复合增长率达30.40%，其中量子计算板块2025年规模达115.6亿元，增速高达36.20%。正是这种量子计算商业化的猛烈提速，使得上游芯片材料必须摆脱受制于人的局面。
中核集团的突破直接打通了从实验室到产业化的关键环节，为后续量子计算整机研制扫清了材料障碍。
系统重塑新材料产业生态
从跟跑到领跑的体系化攻坚。硅-28的量产并非孤例。近期，中国新材料领域密集取得原创性突破：武汉在人工合成高纯石英砂上取得进展；山东力诺药包在玻璃基板领域完成中试窑炉点火；大连普湾经济区则产出了9N级纯度半导体前驱体材料、纳米级电子浆料等关键材料。这些成果折射出我国新材料产业从“点”的突破转向“面”的爆发。
据中国化工信息中心预测，2025年国内化工新材料产值已达1.2万亿元，至2030年将增至1.8万亿元，其中新能源、半导体等增量贡献超60%。但结构隐忧依然存在：高端光刻胶自给率不足10%，T1000级以上碳纤维同样不足10%，高碳α-烯烃和茂金属催化剂自给率均不足20%。
正因此，“十五五”规划纲要将新材料列为战略性新兴产业和未来产业双重关键领域，明确推动量子科技、具身智能等领域新增长点，中核集团硅-28的突破恰逢其时，既是技术突围，更是国家战略落地的缩影。
竞速未来
人工智能与政策合力催生新材料“中国方案”。技术的单点突破离不开体系化赋能。当前，北京等多地已出台“人工智能+新材料”行动计划，依托智能算法重构材料研发范式。北京航空航天大学副校长指出，AI强大的算力能够解析微观结构、预测材料性能，而联合实验室的成立旨在弥合“合成的鸿沟”，让AI预测真正落地为工业交付。
与此同时，化工供给侧也在发生根本性变革：行业自发限产、碳达峰政策倒逼落后产能退出、海外产能因地缘冲突受损，三重约束共振使化工品供给刚性更强、周期长于以往，头部企业盈利拐点已现。
海关数据显示，今年前四月合成氨出口同比增长645%，环氧丙烷增长696%，69种化工品出口量处于近七年同期80%以上分位。从硅-28的自主量产到万亿级新材料产业的重塑，中国正凭借技术路线创新、产业生态升级和政策精准护航，在新材料领域走出一条“非对称”赶超之路。
展望未来，随着稳定同位素产业格局逐步完善，中国在量子计算、先进半导体、高端导航等前沿赛道的发展将获得更坚实的自主保障，全球新材料版图的重塑窗口期已经打开。
