国产芯片原子钟再突破 精准计时更普及

【金色港湾资讯网为您推荐阅读】

那呈现在我们面前的时间究竟是什么呢？它既无法被我们用眼睛直观看到，也没办法直接用手触摸到，然而却在各个方面对我们的生活起着主导作用。像是导航方面、通信领域、金融交易中、电网调度里等等，在现代社会的每一个精确无误的瞬间背后，都存在着一个默默进行工作的“时间管家”，这个“时间管家”就是原子钟。

长期以来，传统的铯原子钟，其精度极高，然而因体积庞大、功耗高，只能待在实验室里，难以走进大众设备范围。传统的氢原子钟，精度同样极高，却因体积庞大与功耗高，只能待在专门的机柜之中，难以走入大众设备领域。传统的铷原子钟，精度也是极高，只是因体积庞大、功耗高，只能待在实验室或者专门的机柜里，难以进入大众设备范畴。它们共同支撑着全球统一的时间体系，可是“体大笨重”的缺陷也限制了其更广泛的应用。

当今，这般局面已被中国科研团队全然改写，在2023年我国首条万台芯片原子钟产线于天津滨海高新区投产之后，日前，该团队又顺利研制出新一代具备高精度、呈现低功耗、能够可量产的芯片级原子钟，它小到能够装进手机，低功耗到仅需一节电池便可在极端环境下长久自主运行。

芯片级原子钟，究竟“芯”在何处？

它运用了一条名为“光学催眠”的全新技术路径，于微米级的芯片玻璃腔当中，激光精确操控原子，不再像过去那样需要半米长的金属谐振腔，原本会占满整个机柜的设备之处，如今被集成于小小的芯片上。

当下，我国所研制的最小型号，其体积仅仅为2.3立方厘米，它属于全球最小的芯片原子钟，已被应用于中国星网低轨卫星，以及海底资源勘探等场景之中。量产的常规型号大约为8立方厘米。它是国内属于最小量产型的产品。它的最低功耗能够低至100至200毫瓦，其秒级频率稳定度达到10⁻¹¹至10⁻¹²（阿伦偏差），这表征着运行数千年误差都不足1秒。在卫星信号中断之际，它依旧能够独立守时，进而成为无人系统的“时间心脏”。

研发芯片原子钟，真“芯”不简单

在全球的范围之内，当下唯有中国与美国达成了芯片级原子钟的大规模量产，2023年的时候，中国冲破了全链条技术壁垒，构建起国内首条量产线，2026年，新一代更小且更低功耗的芯片原子钟完成批量化交付，其性能达到国际领先水准。

这一突破的背后，存在着攻克成本高这一难关的情况，存在着攻克良率不稳这一难关的情况，还存在着攻克另一未提及难关的情况，并且建立起了从核心激光器到整机集成的完整自主产业链。

应用前景：从深海到太空，从手机到自动驾驶

芯片原子钟具备“小、省、稳”的特性，这一特性打开了无数传统设备难以触及的场景，在无卫星信号的深海，它为海底资源勘探提供高精度时间基准，在隧道、城市峡谷等信号盲区，它让自动驾驶实现分米级连续定位，在5G/6G基站、智能电网中，它筑牢数字世界的“时间底座”，在低轨卫星上，它延长卫星寿命、降低成本。

在未来，这样的具备高精度、高技术含量的计时芯片，还会一步步地走进手机，走进无人驾驶汽车等这种面向民众的应用场景，进而成为一种贯穿众多行业领域的“方便携带的时间衡量标准”。

科技有所进步，给我们供给了能掌控时间的工具。中国依靠自己研制出来芯片原子钟，使得我们在这个每分每秒都需奋勇争取的时代当中，确切、稳固地把握住了时间方面的主动权。

更多精彩文章请关注=>金色港湾资讯网 www.fzjsgw.com