จีนผลิต “ซิลิคอนบริสุทธิ์ที่สุดในโลก” ได้เองจำนวนมาก ปลดล็อกคอขวดชิปควอนตัม

จีนได้ก้าวสู่การพึ่งพาตนเองครั้งสำคัญในห่วงโซ่อุปทานของฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ควอนตัม เมื่อวันที่ 15 มิถุนายน ค.ศ. 2026 บริษัทนิวเคลียร์แห่งชาติจีน (China National Nuclear Corporation - CNNC) ซึ่งเป็นรัฐวิสาหกิจ ประกาศว่านักวิจัยประสบความสำเร็จในการผลิตซิลิคอน-28 (²⁸Si) บริสุทธิ์สูงเป็นพิเศษในเชิงปริมาณมาก (Mass Production) ได้สำเร็จ วัสดุนี้มีความอุดมสมบูรณ์ของไอโซโทป (Isotopic Abundance) เกินกว่า 99.99% ถือเป็นรากฐานสำหรับหน่วยประมวลผลควอนตัมฐานซิลิคอนยุคใหม่ โดยความสำเร็จนี้ช่วยยุติการพึ่งพาการนำเข้าไอโซโทปซึ่งเป็นวัตถุดิบวิกฤตจากต่างประเทศ และขจัดคอขวดสำคัญในห่วงโซ่อุปทานเทคโนโลยีขั้นสูงของจีน

ทำไมซิลิคอน-28 จึงถูกขนานนามว่า “ซิลิคอนบริสุทธิ์ที่สุดในโลก”

ความสำคัญของวัสดุนี้เกี่ยวข้องโดยตรงกับฟิสิกส์นิวเคลียร์ ซิลิคอนตามธรรมชาติประกอบด้วยไอโซโทปเสถียรสามชนิด ได้แก่ ซิลิคอน-28 (ประมาณ 92.2%), ซิลิคอน-29 และซิลิคอน-30 โดยซิลิคอน-29 มีคุณสมบัติ “สปินนิวเคลียร์” ที่ไม่เป็นศูนย์ (Non-Zero Nuclear Spin) ซึ่งสร้างสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กที่รบกวนสถานะควอนตัมอันเปราะบาง แต่ซิลิคอน-28 มีสปินนิวเคลียร์เป็นศูนย์ จึงสามารถขจัดต้นตอของสัญญาณรบกวนนี้ได้ ทำให้มันกลายเป็นสภาพแวดล้อมในอุดมคติสำหรับการสร้าง “คิวบิต” (Qubit) ที่มีช่วงเวลาการคงอยู่ของสถานะควอนตัม (Coherence Time) ที่ยาวนาน และมีความแม่นยำในการปฏิบัติการสูง

นี่คือเหตุผลว่าทำไมซิลิคอน-28 บริสุทธิ์สูงเป็นพิเศษจึงถูกเรียกขานว่าเป็น “ซิลิคอนบริสุทธิ์ที่สุดในโลก” และถูกมองว่าเป็นวัสดุที่ไม่สามารถทดแทนได้สำหรับการผลิตชิปควอนตัมฐานซิลิคอน หากประเทศใดไม่มีแหล่งผลิตในประเทศ ก็ต้องพึ่งพาโรงงานเสริมสมรรถนะไอโซโทปในต่างประเทศเพียงไม่กี่แห่ง ซึ่งกลายเป็นความเสี่ยงทางยุทธศาสตร์

เบื้องหลังความสำเร็จในการผลิตจำนวนมาก

ผลงานนี้ดำเนินการโดย สถาบันวิจัยวิศวกรรมกายภาพและเคมีแห่งอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ (Research Institute of Physical and Chemical Engineering of Nuclear Industry) ซึ่งเป็นหน่วยงานในสังกัด CNNC ที่ตั้งอยู่ในนครเทียนจิน ภายใต้การกำกับของสำนักงานพลังงานปรมาณูจีน ทีมวิจัยใช้เวลากว่า 4 ปีในการแก้ปัญหาเทคนิคหลัก นั่นคือ เทคโนโลยีการแยกไอโซโทปเสถียรความบริสุทธิ์สูง เพื่อยกระดับความเข้มข้นของซิลิคอน-28 จาก 92.2% ตามธรรมชาติ ขึ้นไปจนถึงระดับเกิน 99.99% ในขนาดที่ผลิตได้จริง

CNNC มองว่าช่วงเวลานี้มีความสำคัญเชิงยุทธศาสตร์ เพราะตรงกับปีสุดท้ายของ “แผนปฏิบัติการสามปีเพื่อการพัฒนาคุณภาพสูงของการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีนิวเคลียร์ (ค.ศ. 2024-2026)” ของจีน โดยเชื่อมโยงความสำเร็จนี้เข้ากับเป้าหมายระดับชาติในการสร้างอุตสาหกรรมไอโซโทปเสถียรที่ควบคุมได้เองและเป็นอิสระจากการพึ่งพาภายนอก ที่ผ่านมา สถาบันแห่งนี้เคยผลิตไอโซโทปเสถียรมาแล้ว 26 ชนิด จาก 12 ธาตุ รวมถึงโมลิบดีนัม เทลลูเรียม และนิกเกิล ซึ่งเป็นการสั่งสมองค์ความรู้ทางวิศวกรรมก่อนจะก้าวกระโดดมาสู่จุดนี้

อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญที่ต้องทำความเข้าใจคือ จีนไม่ใช่ชาติแรกของโลกที่ผลิตซิลิคอน-28 ความบริสุทธิ์สูงได้ บริษัท ASP Isotopes Inc. ซึ่งจดทะเบียนในตลาดหลักทรัพย์แนสแด็ก (NASDAQ) ของสหรัฐฯ ได้กลับมาเดินเครื่องโรงงานเสริมสมรรถนะในแอฟริกาใต้อีกครั้งในเดือนพฤษภาคม ค.ศ. 2026 และคาดว่าจะเริ่มจัดส่งเชิงพาณิชย์ได้ในช่วงไตรมาสที่สามของปีเดียวกัน สิ่งที่ทำให้การประกาศของ CNNC แตกต่าง คือการที่จีนมี ขีดความสามารถในประเทศขนาดใหญ่ได้เองเป็นครั้งแรก โดยมุ่งเน้นที่การขจัดการพึ่งพาด้านอุปทานของชาติ มากกว่าการอ้างสิทธิ์ความเป็นที่หนึ่งทางเทคโนโลยีของโลก

ผลกระทบต่อห่วงโซ่อุปทาน: แก้ปัญหา “มีหม้อแต่ไม่มีข้าว”

ผลลัพธ์ที่จับต้องได้มากที่สุดคือผลกระทบเชิงยุทธศาสตร์ ซิลิคอน-28 ความบริสุทธิ์สูงเคยตกเป็นเป้าของการปิดกั้นทางเทคโนโลยี (Technology Blockade) และข้อจำกัดการส่งออกจากต่างชาติ ทำให้ความทะเยอทะยานด้านคอมพิวเตอร์ควอนตัมของจีนมีความเปราะบางและถูกควบคุมจากภายนอก หลิวเฉิงเย่ (Liu Chengye) รองประธานสถาบันวิจัยนิวเคลียร์ ให้สัมภาษณ์กับโกลบอลไทมส์ว่า การผลิตปริมาณมากได้เองจะ “ป้องกันไม่ให้ส่วนเชื่อมโยงหลักถูกผู้อื่นควบคุม” ทั้งในการผลิตชิปควอนตัมและการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ขั้นสูง

ด้านศาสตราจารย์อวี่ต้าเผิง (Yu Dapeng) นักวิชาการแห่งสถาบันบัณฑิตวิทยาศาสตร์จีน (Chinese Academy of Sciences) ได้อุปมาอุปไมยถึงความสำเร็จครั้งนี้ว่า เท่ากับการแก้ปัญหา “มีหม้อแต่ไม่มีข้าว” หรือการมีเครื่องมือแต่ไม่มีวัตถุดิบ สำหรับการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมฐานซิลิคอนได้ในที่สุด ห้องปฏิบัติการของเขาที่สถาบันควอนตัมนานาชาติเซินเจิ้น (Shenzhen International Quantum Academy) เพิ่งประสบความสำเร็จในการสาธิตการทำงานของวงจรตรรกะสากล (Universal Logical Gate Operations) บนหน่วยประมวลผลควอนตัมฐานซิลิคอนที่ใช้วัสดุไอโซโทปบริสุทธิ์ เมื่อช่วงต้นปี 2026 ซึ่งแสดงให้เห็นเส้นทางที่ชัดเจนจากการมีวัสดุ ไปสู่การสร้างฮาร์ดแวร์ที่ใช้งานได้จริง

การนำไปใช้ที่นอกเหนือไปจากคอมพิวเตอร์ควอนตัม

แม้ว่าชิปควอนตัมจะเป็นแอปพลิเคชั่นหลักที่เป็นข่าว แต่การใช้งานของซิลิคอน-28 ที่มีความบริสุทธิ์ของไอโซโทปเกิน 99.99% ยังขยายไปได้อีกมาก คาดว่าวัสดุนี้จะมีบทบาทสำคัญในกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ขั้นสูง (Advanced-Node Semiconductor Fabrication) ระบบนำทางระดับสูง (High-End Navigation Systems) และการสร้างมาตรฐานการวัดความเที่ยงตรง (Precision Measurement Standards) การมีวัตถุดิบนี้ในมือ จีนจึงลดจุดที่ถูกกดดันจากผู้ผลิตต่างชาติในการจำกัดภาคส่วนอิเล็กทรอนิกส์และเทคโนโลยีป้องกันประเทศที่กว้างขวางขึ้นได้อีกทางหนึ่ง

ในทางปฏิบัติ ความสำเร็จนี้ไม่ได้หมายความว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมฐานซิลิคอนจะปรากฏขึ้นในชั่วข้ามคืน แต่มันหมายความว่า เมื่อใดก็ตามที่ห้องปฏิบัติการและโรงงานผลิตชิปของจีนพร้อมที่จะขยายขนาดการผลิต พวกเขาจะไม่ต้องมารอตู้คอนเทนเนอร์นำเข้าซิลิคอนบริสุทธิ์พิเศษจากต่างประเทศอีกต่อไป