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量子拚應用1/獨家專訪超導量子 SEEQC 晶片攜手台灣戰友拚量產

量子電腦晶片業者SEEQC首席技術長漢述仁博士表示,台灣不見得要做量子電腦品牌,少量高單價特性與現行半導體規模量產商業模式不同。SEEQC提供
量子電腦晶片業者SEEQC首席技術長漢述仁博士表示,台灣不見得要做量子電腦品牌,少量高單價特性與現行半導體規模量產商業模式不同。SEEQC提供

本文共2530字

經濟日報 記者王郁倫/台北報導

美國量子電腦晶片業者SEEQC首席技術長漢述仁博士(Dr. Shu-Jen Han)接受本報獨家專訪指出,台灣想複製半導體成功模式,可以在量子電腦裡面扮演不可或缺的關鍵零組件角色,各國或將管控核心技術出海,台灣未必非得打造量子電腦品牌。

SEEQC與台灣產業合作關係密切,除2025年獲金寶投資1000萬美元、雙方並合作室溫量子控制設備,也與工研院、中研院、臺大合作,更是3月「唯二」受邀出席總統賴清德的量子國家隊戰略發布會的外商。

回專題:輝達也不敢忽視!台灣量子產業鏈全解析

與台密切合作 將百倍千倍線路精簡

SEEQC背景十分顯赫,雖只是一家成立7年的美國量子電腦晶片新創,但其母公司是一家老牌超導電子領域知名公司HYPRES,也因背後有40年超導體技術底蘊,SEEQC是世界第一家推出數位化超導體量子控制晶片(Single Flux Quantum, SFQ)架構業者,換言之,如果SEEQC成功,將有助於超導體量子電腦系統規模化問世。

超導體量子電腦現在最大限制是必須在超低溫環境運作,但僅100多個量子位元(QBit)的量子電腦現在就是滿滿的線路,未來如何走向10萬位元以上算力架構?已是業界質疑處。

舉例來說,目前一個位元要連1.5~2根訊號線來將微波控制和讀取訊號從室溫送到位在極低溫的量子位元,一個量子處理器(Quantum Processing Unit, QPU)裡有多少位元就要乘多少根高頻訊號線,所以當真正使用的量子電腦要幾十萬個量子位元時,如何將這麼多線路和各式類比元件整合進低溫系統成為一大難題,大量訊號線和類比元件會產生熱量、彼此干擾、同時降低系統可靠度。

SEEQQ的核心技術是將量子位元所需的控制和讀取功能集成在SFQ晶片上,並將此SFQ晶片和QPU直接整合成一個模組並放入量子電腦主體內最低溫處(10mK),改變現在產業是在室溫以訊號線控制與讀取量子位元,優勢是可讓訊號更快速及降低干擾,更關鍵是,訊號線數量將「減少100到1000倍」,讓大型量子電腦更有機會商業量產。

量子處理器晶片(QPU)和SEEQC的SFQ訊號處理晶片將整合成單一模組,幫助超...
量子處理器晶片(QPU)和SEEQC的SFQ訊號處理晶片將整合成單一模組,幫助超導量子系統體積更精簡。SEEQC/提供

打造場域驗證研發中心,加速量產效率

SFQ晶片已進入量產階段,為加速產品驗證,Dr. Han指出,團隊有意在台灣設立一座大型研發中心,目標是打造供應鏈設計驗證場域,讓台灣供應鏈夥伴能就近驗證,縮短開發時間,同時也培育台灣在地量子人才。

金寶去年投資SEEQC 1000萬美元成為股東,SEEQC也將室溫電控設備技轉給金寶代工,協助做設備驗證。Dr. Han指出,金寶的優勢是協助SEEQC室溫電控系統原型機量產,讓系統既可靠又穩定,這也是台灣硬體最強優勢。

SEEQC有自研QPU,目前打算在中研院製造,SFQ晶片製造則技轉工研院,在其8吋晶圓廠生產,他預估未來一到兩年時間可以量產。而SEEQC設計在SFQ與室溫控制設備之間,還有許多負責溝通的中繼低溫控制Cryo-CMOS晶片,該部分會用台積電製程。

Dr. Han透露,系統所需高頻訊號線正跟台廠洽談中,由於訊號線必須符合超導體需要的高頻、低雜訊、耐低溫及可靠度要求,一條價格也不便宜。

而對於為何選擇台灣合作?他表示有二原因,首先,SEEQC的核心是將量子電腦整合成晶片,而談到晶片,全球99%的人都會想到來台灣合作,其次從晶片生產、封裝到室溫電控設備,SEEQC可以在此建立完整生態系。

量子電腦低產量高價值!與半導體製程具相關性

他表示,SEEQC正在走微電子跟半導體發展的路線,將量子電腦進行微型化及整合化,台灣掌握許多相關技術,在這個過程中或許不知如何切入,正需要一個領導者協助帶領整合。

他認為台灣技術上是絕對可以做量子相關晶片的,比方台積電或聯電,只要他們想要切入,透過跟SEEQC合作就能生產,在封裝方面,SEEQC擁有特殊技術專利,目前是在自有工廠做封測,但其實部分製程跟半導體封測產線也有相同處,未來也不排除跟台廠合作。

量子電腦晶片業者SEEQC首席技術長漢述仁博士(Dr. Shu-Jen Han)...
量子電腦晶片業者SEEQC首席技術長漢述仁博士(Dr. Shu-Jen Han)接受本報專訪。SEEQC/提供

他解釋,超導跟半導體製程最大不同在材料,會需要一些特殊設備如鍍膜(材料是鈮和其化合物),但也有製程相同處,如蝕刻、微影製程、圖案轉移,其次,量子電腦是低量高價值(Low volume high value)產業,不能用主流晶片(CPU,GPU, Memory)生意角度來看,跟傳統晶圓代工模式有些牴觸。

他指出,量子電腦不能用現在半導體大量生產的思維去理解,且各家都有核心技術,很難統一標準化。

他分析無法標準化原因有三,首先,QPU目前仍是各家公司的技術核心,其性能差異不只來自於設計,也包含製程、封裝及測試,技術原廠不見得想外放;其次,QPU的製程比矽晶片製程相對簡單,原廠仍可以在自有晶圓廠生產;第三是,因為晶片單價高且量少,原廠可以承受生產良率低一點。

而量子晶片難標準化,就不能如台積電以通用製程服務各晶片客戶一樣使用量產產線。

量子技術恐受出口管制 籲台灣成關鍵元件夥伴

「量子電腦(超導量子位元)的製造流程,其實很像半導體,但商業模式完全不同。」他表示,由於每一家量子晶片都有核心技術,SEEQC的目標是將SFQ晶片做進各家公司的QPU系統內,勢必需與對方從早期開始共同開發。

另外,由於地緣政治因素,各國對先進技術輸出都高度管制,他認為,國外量子晶片業者未必能將其核心QPU技術移往台灣製造,那麼在量子電腦產業中,未來台灣可以扮演什麼角色?他舉例,如同SEEQC跟台灣供應鏈攜手推動量子電腦系統的微縮跟簡化,雖然量子電腦很多技術跟製程跟台灣現有的電子產業和半導體製程不一樣,但仍有很多可以共享的部分。

他表示,台灣不一定要跟IBM一樣做一整台量子電腦,但其中的元件都可以從台灣來,只是如何做需要一個指引,就可以複製台灣在AI領域的地位,並在量子電腦裡面扮演不可或缺的關鍵零組件角色。

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