imec首次用High‑NA EUV製作量子點量子位元裝置

量子電腦研究多年來面對一個非常現實的問題：如何像製造普通晶片一樣，大規模、穩定地製作量子位元（qubits）。如果每個量子裝置都要在實驗室手工製作，就很難真正走向產業化。

比利時微電子研究中心 imec 最近公布的一項成果，可能為這個問題提供方向——研究團隊成功製作出全球首個利用 ASML High‑NA EUV 光刻技術製作的量子點量子位元裝置。

雖然這並不是一部完整的量子電腦，但它顯示：未來量子硬件有機會直接用現代晶片工廠的工具來生產。

imec實際做了什麼

2026年5月，imec公布了一項「全球首次」示範：利用 High‑NA EUV（高數值孔徑極紫外光刻） 在晶圓上製作量子點量子位元裝置。

High‑NA EUV 是目前半導體產業最先進的光刻技術之一。相比早期EUV設備，它能在矽晶圓上刻出更細小、更精準的奈米結構，被認為是未來 2納米以下晶片節點的重要工具。

imec利用這種技術，在矽晶圓上製作出一個運作中的量子點量子位元網絡，並把量子點之間的距離縮小到極細的尺度，證明High‑NA光刻可以精確定義量子裝置所需的奈米結構。

研究團隊並沒有公開完整製程細節，例如光刻材料、蝕刻步驟或良率數據。不過這次示範已經證明一件關鍵事情：量子裝置可以用下一代半導體製程設備製作。

為什麼High‑NA EUV對量子電腦重要

量子電腦其中一個最大挑戰不是演算法，而是規模化。

單個量子位元在實驗室可以運作，但如果要做成幾千甚至幾百萬個量子位元的系統，就需要極高的一致性與精度。

量子點量子位元之所以受重視，是因為它們：

• 直接建構在矽材料上
• 使用奈米閘極結構控制電子
• 設計概念與現代晶體管類似

如果這些裝置能用晶片產業的光刻技術來製作，就有可能利用現有產業鏈來擴展規模。

High‑NA EUV在這方面特別關鍵，因為它能提供：

• 更細小、更精準的奈米圖案
• 更好的圖形對準與製程一致性
• 與工業級半導體製程的兼容性

簡單說，同一套工具既可以造AI晶片，也可能造量子位元。

量子與傳統晶片製造開始融合

過去很多量子裝置都是在大學或研究實驗室，用高度客製化的流程製作。

imec這次示範暗示一個不同方向：量子硬件可能最終會在半導體產線上製造。

這一點之所以重要，是因為晶片產業已經建立了幾十年的製造能力，包括：

• 奈米級光刻與圖形控制
• 數百個製程步驟的整合能力
• 大規模晶圓製造
• 良率優化與精密量測

如果矽量子位元能借用這些基礎設施，量子電腦的發展路徑可能會更像傳統微電子產業，而不是單純的實驗室研究。

與NanoIC試驗產線的關係

這項研究與 imec 更大型的半導體研發平台有密切關係。

imec在比利時魯汶（Leuven）營運 NanoIC 試驗產線，這是歐盟《Chips Act》框架下最大的晶片研發設施之一。

整個計劃投資約 25億歐元，其中約 7億歐元來自歐盟資金，另外亦有各國政府及產業夥伴投入。

NanoIC 的目標，是讓企業和研究機構能在接近量產的環境中測試新技術，例如：

• 2納米以下邏輯晶片
• 高密度記憶體
• 新型半導體架構

ASML 的 High‑NA EUV 光刻機 已經安裝在 imec 的 300mm 晶圓潔淨室，正是這條產線的重要核心設備。

因此，量子裝置的實驗可以直接在這種接近工業製造的環境中進行。

High‑NA EUV背後的全球晶片競賽

這項示範也反映出 High‑NA EUV 技術在全球晶片產業的重要性。

ASML 的 High‑NA 系統被視為下一代光刻設備，預計在本十年後期支援更先進的邏輯與記憶體晶片生產。

為了推動這項技術，ASML與imec多年來建立深度合作，包括共同研究實驗室與製程開發平台。

同時，ASML在全球晶片製造版圖中的角色亦持續擴大。例如公司已與 Tata Electronics 合作，為印度古吉拉特邦多萊拉（Dholera）建設中的 300mm晶圓廠 提供光刻設備與技術支援。

這些計劃顯示各地政府與企業正加速建立新的半導體製造能力。

為什麼這個里程碑值得留意

imec的成果並不代表量子電腦即將商用。這次示範並沒有展示：

• 大規模量子位元陣列
• 高良率製造
• 容錯量子電腦

但它證明了一件可能更關鍵的事：最先進的晶片製造設備可以用來製作量子裝置。

如果未來矽量子位元能持續利用與傳統晶片相同的光刻、製程控制與晶圓製造基礎設施，量子電腦的發展路線，或許會逐漸靠近今天半導體產業曾經走過的技術路線圖。