半导体衬底制造商Wolfspeed（纽约证券交易所代码：WOLF）宣布正式商用其专有光学级透明碳化硅（TSiC™）晶圆技术。该技术最初面向增强现实（AR）近眼显示波导，现作为可扩展的晶圆平台引入量子硬件供应链，用于固态自旋量子比特、低损耗集成量子光子学及低温封装衬底。目前150毫米和200毫米衬底已实现商业化供应，300毫米晶圆正处于样品测试阶段。这一进展标志着量子光子集成的关键转折点，旨在解决长期制约宽禁带量子器件的晶圆级制造瓶颈。
TSiC™技术基于Wolfspeed的高纯度半绝缘晶体生长与化学机械抛光工艺，采用专利缺陷减少技术，在可见光波段（450纳米至650纳米）实现了≤0.05 cm⁻¹的光吸收系数。在量子计算与量子网络中，单晶4H-SiC作为可光学寻址自旋缺陷（包括中性双空位VSi-VC和硅空位VSi）的宿主基质，这些缺陷具有较长的自旋相干时间，且发射光谱位于电信O波段和C波段附近。结合约2.65的高折射率、低光学双折射以及室温下高达4.9 W/cm·K的热导率，该材料支持单片集成，使自旋量子比特、光学波导和单光子路由通道能够在同一晶体层内制造。
光学级碳化硅的商业化直接挑战合成金刚石作为固态色心量子硬件主要宿主材料的地位。尽管金刚石氮空位（NV）中心拥有成熟的量子传感协议和较长的室温相干时间，但金刚石衬底仍局限于小面积“马赛克”拼接，无法在商业化的200毫米或300毫米半导体产线中扩展。相比之下，Wolfspeed能够以200毫米规格（型号：W4WPH0S-N-0200）供应光学级衬底，使量子开发者可利用标准深紫外（DUV）光刻和等离子体刻蚀设备，在单片晶圆上制备数千个纠缠自旋-光子节点。
将大块衬底可用性转化为容错量子处理器仍面临器件级挑战。实现低损耗SiCOI（碳化硅-on-绝缘体）光子电路需完善智能切割薄膜向氧化硅晶圆的转移工艺，避免引入导致自旋缺陷发光淬灭的晶格损伤。此外，在低温环境下维持光学相干性要求精确控制同位素纯度（耗尽携带核自旋的²⁹Si和¹³C同位素），以抑制色心寄存器中的光谱扩散与核自旋浴退相干。
资料来源：Quantum Computing Report；原文发布日期：2026-10-31。本文为资料编译。