← Quantum Technology AtlasТехнологии · Машины · Архитектуры · ОрганизацииEnglishעברית

Фабрика ФИС (SiN, BTO, TFLN, SNSPD на 300 mm) fab_pic

Маршрут КМОП-фабрики, собирающий малопотерьные нитридные волноводы, электрооптические коммутаторы, однофотонные детекторы и присоединение волокна на одной 300 mm пластине.

Фабрика ФИС (SiN, BTO, TFLN, SNSPD на 300 mm)

fab_pic · слой 10 Производство · продемонстрировано · с 2015
Открыть на карте

GlobalFoundries Fab 8 для PsiQuantum (SiN 0.5 dB/m многомодовый, но 1.8(2) дБ/м одномодовый, BTO-переключатели, SNSPD на чипе с медианой 93.4%); TFLN/SiN для Xanadu; также интегральная фотоника ионов и ловушки атомов на ФИС.

Метки чтения
сквозная технология — естественный носитель + полупроводниковое / фотонно-чиповое производство
Обзор →

Ключевые источники

[169] K. Alexander et al., “A manufacturable platform for photonic quantum computing,” Nature, v… · 2025
[811] C. Wang et al., “Integrated lithium niobate electro-optic modulators operating at CMOS-com… · 2018
[810] M. W. Puckett et al., “422 Million intrinsic quality factor planar integrated all-waveguid… · 2021
[172] Xanadu, “Xanadu sets new industry benchmark in photonic chip packaging,” PR Newswire, Jun.… · 2026

Пространство проектирования — атрибуты

(a) сродство носителя
фотон (естественная частица, искусственно сформированные моды)
(b) время · запутывание
—
(c) считывание
—
(d) подвижность
—
(e) управление
—
(f) структура ошибки
потеря (стирание)
(g) производство
фабрика ФИС

Пространство оценки — датированные атрибуты

SiN waveguide loss (multimode) → 0.5 dB/m
определяет: канал ошибок · 2025-02 · источник
SiN waveguide loss (single-mode) → 1.8(2) dB/m
определяет: канал ошибок · 2025-02 · источник
wafer-scale median on-chip SNSPD efficiency → 93.4% at ~2 K, 300 mm
определяет: канал ошибок · 2025-02 · источник

0.5 dB/m — значение многомодового волновода; одномодовый разводочный волновод Omega даёт 1.8(2) дБ/м — это два разных волновода, а не противоречие. Иногда цитируемая медианная эффективность SNSPD 98.9% вытеснена значением 93.4%.

Стандартные рекорды

выход годных → не опубликовано · типичное
No wafer-level yield: Omega gives 'Testing of screened SNSPDs yielded a median on-chip efficiency of 93.4%', not the screening pass rate · 2025-02 · источник [D] ⓘ
разброс параметров → 0.039 · типичное
Omega 300 mm: SNSPD efficiency 88.9% +/- 3.5% mean (93.4% median) = 3.9% relative sigma; BTO 3-sigma thickness uniformity < 3% wafer-wide · 2025-02 · источник [D] ⓘ

Участники и цели — аннотации

Фотоника на основе слияний (FBQC) — PsiQuantum (Omega), Quandela, QuiX · G4 G6
Фотоника на непрерывных переменных — GKP — Xanadu (Aurora) · G4 G6
Ионы в ловушках — QCCD (перемещение между зонами) (альтернатива) — Quantinuum (H1, H2, Helios, Sol), Universal Quantum · G2 G3 G6 G7
Ионы в ловушках — линейная ловушка Пауля с индивидуальной лазерной адресацией (альтернатива) — IonQ (Aria, Forte, Tempo), AQT, Qudoor, Maryland/Duke (EURIQA), Innsbruck · G2 G3 G6 G7
Ридберговский массив пинцетов — щелочные атомы (Rb/Cs) (альтернатива) — Harvard/MIT, QuEra (Gemini), Pasqal (Orion), Infleqtion, Google (2026; species not stated) · G1 G3 G7
Бозонный сэмплер (альтернатива) — USTC (Jiuzhang), Xanadu (Borealis), ORCA · G1
Спины центров окраски — узлы сети (NV/SiV/T) (альтернатива) — QuTech/Fujitsu, Harvard, Photonic Inc, Quantum Brilliance · G6

Рёбра

нужен для: Фотонная коммутация / маршрутизация (электрооптика, прямая связь), Пинцеты от ФИС / интегральная оптика для атомов, Лазерное управление с интегральной фотоникой (ионы), Электрооптическое управление + электроника прямой связи (комн. т.)°, СВЧ-оптический преобразователь (полезной эффективности), Волоконные линии связи между фотонными модулями, Одиночный фотон (дискретные переменные)°, Сжатая мода света (непрерывные переменные)°
альтернативы: Сборка из объёмной оптики и волокна (фотонные сэмплеры)
° одно из нескольких, что подошли бы · обычный маршрут, не строгая необходимость

Используют 7 машин (4 основная · 3 альтернатива)

↗ карточка реестра · статья / продукт / пресса: ссылки, где машина названа (атрибуция проверена 20 сентября 2026)

Иллюстрации

У каждой иллюстрации — рассказ о том, что на ней, и строка авторства.

Fig. 1 — Figure 1: Heterogeneous III-V-on-SiN platform. (a) Illustration of our scalable nonlinear quantum photonics platform, which includes quantum entangl…
Composite of renders, a chart, photographs and a drawing on a black background (a flattened transparent image; some labels and axis titles are lost). Top: a rendered wafer with chip tiles for lasers and gain, photodetectors, tunable circuits, quantum sources and nonlinear conversion, and a loss chart for InGaP and silicon-nitride waveguides and III-V-to-SiN coupling under application icons (solid-state and neutral-atom qubits, networks); bottom: a flow from CAD layout to photos of a bare wafer, a gold-patterned wafer and a probe station, plus a layer cross-section. From arXiv 2605.17738 by Lillian Thiel, Boqiang Shen and co-authors. Wafer-scale III-V (InGaP) devices add light sources, detectors and nonlinearity to foundry silicon-nitride photonics. “Fig. 1 — Figure 1: Heterogeneous III-V-on-SiN platform. (a) Illustration of our scalable nonlinear quantum photonics platform, which includes quantum entanglement…” by Lillian Thiel et al., arxiv.org/abs/2605.17738, CC BY 4.0 (creativecommons.org/licenses/by/4.0/)
Fig. 1 — Fig. 1: Integrated broadband TW optical isolator.a, Graphical illustration of the isolator, showing three functional regions: the left side for powe…
Six-panel figure of a chip-scale optical isolator. The drawing (a) shows light entering by fibre, passing heater-controlled power and phase sections (H1–H6) in silicon-nitride waveguides and a travelling-wave electro-optic section of flip-chip-bonded lithium niobate. (b) is a photograph of a 100 mm silicon-nitride photonic wafer with bonded thin-film lithium niobate pieces and one 22 mm × 20 mm chip outlined; (c)–(e) add a simulated mode and micrographs. (f) plots 25–30 dB isolation over 770–800 nm, with rubidium and potassium lines marked. It is Fig. 1 of Han et al., Nature Photonics (2026). It is an isolator for laser systems at atomic wavelengths, not optics that trap or address atoms. “Fig. 1 — Fig. 1: Integrated broadband TW optical isolator.a, Graphical illustration of the isolator, showing three functional regions: the left side for power control…” by Han et al., www.nature.com/articles/s41566-026-01978-0, CC BY 4.0 (creativecommons.org/licenses/by/4.0/)
Fig. 2 — Figure 2: InGaP nonlinear frequency generation and entanglement sources on SiN. (a) Images of an InGaP-on-SiN singulated chip under test, including…
A paper figure on a black background that hides its axis titles and most panel letters. (a) Photograph of a small indium-gallium-phosphide-on-silicon-nitride (InGaP-on-SiN) chip edge-coupled on both sides to glass fibre arrays, and a micrograph of its racetrack microresonators and folded waveguides; middle plots show resonance dips and loss data; right charts compare second-harmonic-generation efficiency and entangled-pair brightness with other silicon-nitride and lithium-niobate platforms. It is Fig. 2 of arXiv 2605.17738 (May 2026) by Lillian Thiel, Boqiang Shen and colleagues. A strongly nonlinear III-V layer on low-loss silicon nitride lets one chip make entangled photon pairs and convert frequencies; the caption reports loss as low as 0.7 dB/cm. “Fig. 2 — Figure 2: InGaP nonlinear frequency generation and entanglement sources on SiN. (a) Images of an InGaP-on-SiN singulated chip under test, including (bottom)…” by Lillian Thiel et al., arxiv.org/abs/2605.17738, CC BY 4.0 (creativecommons.org/licenses/by/4.0/)
fab_pic · слой 10 Производство · центральность 13.2 · продемонстрировано · с 2015 · обновлено 2026-09-30

Фабрика ФИС (SiN, BTO, TFLN, SNSPD на 300 mm)

Маршрут КМОП-фабрики, собирающий малопотерьные нитридные волноводы, электрооптические коммутаторы, однофотонные детекторы и присоединение волокна на одной 300 mm пластине.

Вердикт. Продемонстрировано один раз и одной линией (GlobalFoundries Fab 8 для PsiQuantum, 2025): однородность по пластине опубликована, а выход годных кристаллов и статистика старения — нет; слой определяется риском единственного источника.

Ключевые источники

Λ — коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI — DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная верификация и валидация); G1–G7 — классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).

Сущность и происхождение

Фабрика фотонных интегральных схем (ФИС) поставляет ту оптику, из которой сделан фотонный квантовый компьютер, — волноводы и линии задержки на SiN, электрооптические коммутаторы на титанате бария (BTO) или тонкоплёночном ниобате лития (TFLN), однофотонные детекторы на сверхпроводниковой нанопроволоке (SNSPD) прямо на кристалле, криосовместимое присоединение волокна — на линии КМОП 300 mm с контролем процесса в масштабе пластины. Фотонный кубит никогда не хранится, а только передаётся, поэтому показателем качества служит бюджет потерь в децибелах, а не время когерентности. Происхождение: диэлектрические волноводы со сверхнизкими потерями (начало 2010-х, LioniX и UCSB), доступ к фабрикам примерно с 2015 года (AIM Photonics, imec), первый полный квантовый стек на 300 mm в 2025 году D[169].

Атрибуты: сродство к носителю со сдвигом в сторону природного (0.25) — линия не содержит кубита, но содержит моды, которые его несут; характерное время неприменимо, запутывание ниже по стеку — с оповещением (heralded), а не детерминированное; считывание собственного нет, но линия поставляет SNSPD на кристалле, чей счёт разрушающий; подвижность отсутствует — именно неподвижная литография и покупает подвижность фотонам; модальность управления отсутствует, хотя линия поставляет коммутаторы; структура ошибок потери, видимые кодом как стирание (erasure) с оповещением; производство технологическая линия ФИС.

Физика и пределы

Всё пересчитывается в одну валюту. Одномодовая разводка на SiN с потерями 1.8 ± 0.2 dB/m D[169] стоит 34% фотонов на каждый метр задержки на кристалле; более широкий многомодовый волновод в том же процессе достигает 0.5 dB/m D[169]. При архитектурном бюджете около 0.5 dB на весь путь слияния (fusion) один коммутатор BTO с потерями 100 mdB съедает пятую его часть, переход волокно—кристалл с 52 ± 12 mdB — десятую, а медианный SNSPD на кристалле с эффективностью 93.4% сам по себе — 0.30 dB D[169]. Диэлектрическая нижняя граница — это рэлеевское рассеяние на шероховатости боковых стенок, растущее с перекрытием моды с травленой границей, плюс поглощение N–H вблизи 1520 nm, которое выгоняется отжигом при 1150 °C. Оба фактора преодолеваются ослаблением локализации моды: рекорд 0.060 dB/m получен на сердцевине толщиной 40 nm на 100 mm пластине D[810] — геометрия с радиусами изгиба в миллиметры. В этом и состоит размен: потери покупаются площадью, площадь — пластинами, поэтому разводочный волновод на фабрике в тридцать раз более потерьный, чем рекордный, и иным быть не может. Второй режим отказа — фаза: тепловые градиенты и двулучепреломление от механических напряжений расстраивают интерферометры, поэтому линия, не удерживающая толщину плёнки, отгружает кристаллы, требующие индивидуальной подгонки. Чтобы сдвинуть нижнюю границу, нужен электрооптический материал, у которого коэффициент Поккельса уменьшает коммутаторы быстрее, чем растут их потери, — у BTO он превышает 1 000 pm/V против примерно 30 pm/V у ниобата лития D[169], и именно поэтому на него ставят PsiQuantum и DARPA P[181].

Достигнутый инженерный уровень

Лучшее продемонстрированное — один прогон пластин; типичное в масштабе определено лишь отчасти, поскольку статья об Omega приводит разбросы, но не выход годных кристаллов D[169].

Хронология рекордов
Дата Показатель Кто Тег
2018-09-24 Модулятор TFLN: Vπ 1.4 V при 20 mm, вносимые потери < 0.5 dB, 210 Gbit/s Harvard (группа Lončar) D[811]
2021-02-10 Потери в SiN 0.060 dB/m, собственная добротность 422 M (пластина 100 mm, сердцевина 40 nm) UCSB / Honeywell D[810]
2025-02-26 Квантовая ФИС на 300 mm: SiN 1.8 ± 0.2 dB/m одномодовый и 0.5 dB/m многомодовый, делитель 0.5 ± 0.2 mdB, коммутатор BTO 100 mdB, медианный SNSPD 93.4%, переход волокно—кристалл 52 ± 12 mdB, белловское слияние 99.22 ± 0.12%, при ~2 K PsiQuantum + GlobalFoundries D[169]
2026-06 Торцевой ввод 0.085 dB на грань Xanadu C[172]

Доминирующий член бюджета — не волновод, а вносимые потери коммутатора, ввод через торец и неэффективность детектора, то есть всё, что происходит там, где фотон меняет среду. Второй член невидим: без статистики выхода годных никто не отличит процесс от удачного кристалла.

Производство, материалы и цепочка поставок

Продемонстрированный маршрут — это линия КМОП 300 mm с нитридом LPCVD и высокотемпературным отжигом, BTO в качестве интегрированного активного слоя, SNSPD, формируемые прямо в маршруте, криосовместимое присоединение волокна, при ~2 K, а не при милликельвинах D[169]. TFLN изготавливается иначе — объёмный ниобат лития, отслоённый ионной имплантацией и сращённый с оксидом, — и именно поэтому HyperLight и Lightium существуют как отдельные компании, а не как модули в этой линии P[518]. В остальном рыночное предложение — это 200 mm и меньше: LIGENTEC ведёт нитрид на квалифицированной для автопрома 200 mm линии X-FAB и в 2026 году добавила платформу SOI от X-FAB C[812]; LioniX поставляет модули TriPleX; imec и AIM Photonics ведут исследовательские линии.

Разбросы Omega всё же публикует: средняя эффективность SNSPD на кристалле — 88.9 ± 3.5% при медиане 93.4% (отобранные детекторы), толщина плёнки BTO выдерживается с 3σ < 3% по всей 300 mm пластине, потери в волноводах — 0.5 ± 0.3 dB/m для многомодового и 1.8 ± 0.2 dB/m для одномодового D[169]. Данных о выходе годных кристаллов и о старении при термоциклировании до 2 K не существует, и ни одна фабрика не публикует цен на квантовые MPW или комплекты фотошаблонов, так что стоимость на одну моду по состоянию на 3 сентября 2026 г. указать невозможно. Единые точки отказа: полный стек продемонстрирован одной 300 mm линией; оборудования для осаждения BTO как рынка не существует; поставки пластин TFLN тонкие и сконцентрированные; интегрированные SNSPD есть у одного поставщика. Уязвимость к экспортному контролю косвенная, но реальная: промежуточное окончательное правило BIS от 2024-09-06 создало ECCN 3A901 (крио-КМОП ниже 4.5 K), 3A904 (криокулеры ≥ 600 µW ниже 0.1 K), 3B904 (криогенное зондирование пластин), 3D901/3E901 и 4A906 с лицензионным исключением IEC G[301]. Процессы ФИС и SNSPD там не поименованы; поименовано криогенное испытательное оборудование.

Вторая, меньшая линия обслуживает близкий к видимому диапазон, нужный для управления атомами и ионами: на 780 nm микрорезонаторы из нитрида кремния (Si₃N₄), изготовленные по совместимому с КМОП процессу многопроектных пластин (MPW) 150 mm (литография в глубоком ультрафиолете, отжиг при 1 200 °C), достигают наиболее вероятной собственной добротности Q₀ = 9.5 × 10⁶ по 721 измеренному резонансу; потери при распространении — 6.3 dB/m P[886].

Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод

Нагрузка на ввод-вывод — это волокно и линии смещения. При 52 mdB на грань D[169] потери на канал приемлемы; стеной становится производительность сборки, поскольку 10⁶ мод требуют порядка 10⁵–10⁶ операций юстировки. Регистрация добавляет линию смещения и усилитель на каждый SNSPD при 2 K, что уже к 10⁴ каналов вынуждает переходить на криогенные ASIC считывания — тот самый крио-КМОП, контролируемый по 3A901 G[301] и продаваемый теперь как продуктовая линейка GlobalFoundries C[353]. Упреждающая связь (feed-forward) должна успеть переключить коммутатор в пределах времени жизни линии задержки, на MHz–GHz; коммутатор BTO с 100 mdB при 2 K одновременно и ключевой прибор, и тот предмет, валидацию которого оплачивает DARPA P[181]. При 10³ мод не ограничивает ничто; при 10⁴ ограничивают присоединение волокна и число каналов; при 10⁶ ограничениями становятся интеграция в масштабе пластины, криогенная установка и неопубликованный выход годных.

Роль в стеке

Слой служит основным фундаментом для двух архитектур: фотонных вычислений на основе слияний (PsiQuantum, Quandela, QuiX) и вычислений на непрерывных переменных с кодом Готтесмана–Китаева–Прескилла, GKP (Xanadu); альтернативным он служит ещё для пяти — бозонного сэмплера, спинов центров окраски в узлах сети, ионов QCCD, линейной ловушки Пауля с лазерной адресацией и ридберговского массива пинцетов на щелочных атомах. Он обеспечивает одиночные фотоны и сжатые моды, коммутаторы для маршрутизации и feed-forward, модуляторы, ввод кристалл—волокно и те электрооптические кристаллы, из которых строятся преобразователи. Охват разных семейств — пока перспектива, а не послужной список: лазерная доставка для ионов и формируемые на чипе атомные пинцеты — тоже изделия ФИС, и GlobalFoundries называет ионы в ловушках среди модальностей, которые обслуживает её квантовое подразделение C[353], но волноводы для ионов Quantinuum поставляет исследовательский комплекс Sandia (ct_ionlaser), а известные атомные чипы используют стеклянные волноводы или нитрид Aeponyx без указания фабрики (ct_pic_trap). Если за них возьмётся 300 mm линия, вложенный сюда капитал перестанет быть привязан к модальности — это наименее коррелированная ставка в производственном слое. Он замещает стол объёмной оптики, и обратный переход стоит площади, дрейфа юстировки и вообще любого пути за пределы нескольких сотен мод. Производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс на архитектуре слияний не определён, поскольку раунда синдрома там нет; этот слой вносит только транспорт, примерно 5 ns на метр задержки на кристалле, что пренебрежимо мало на фоне feed-forward класса 100 ns, которая нужна этой архитектуре D[169]. Соседние пустые слоты: рыночный 300 mm процесс коммутаторов BTO, второй источник интегрированных SNSPD, хоть какая-нибудь опубликованная приёмочная статистика на уровне пластины.

Свидетельства — как измерены числа

Потери измеряются двумя несовместимыми способами. Собственная добротность кольцевого резонатора даёт рекорд 0.060 dB/m D[810] — одна мода, одна геометрия, никакой разводки. Метод обрыва на спирали в производственном ретикле даёт 1.8 dB/m D[169] — это тот волновод, который использует машина, и единственная производственная цифра. Отметим, что «0.5 dB/m» из основного отчёта — это многомодовая цифра из статьи по Omega, тогда как одномодовый разводочный волновод в той же статье даёт 1.8 ± 0.2 dB/m: указывать нужно оба значения, они не являются конкурирующими измерениями D[169]. Точность белловского слияния, видность HOM и эффективность детектора — покомпонентные метрики на отобранных кристаллах, и нет ни протокола, переводящего их в бюджет потерь, по которому можно было бы оценить архитектуру, ни данных о старении. Ни одна вторая группа не воспроизвела ни одной цифры Omega на второй линии; единственная сторонняя проверка — валидация коммутаторов BTO, корпусирования и криогеники в рамках DARPA Stage C, результаты которой не публичны P[181]. Единственное противоречие между источниками — бюджет PIXEurope: ≈€400 M по данным imec/ICFO G[582] против €380 M в отраслевой прессе P[813]; доверять следует релизу консорциума.

Бюджет PIXEurope составляет ≈€400 M в G[582] и €380 M в релизе консорциума P[813]. Доминирование одного китайского поставщика пластин TFLN, работающего методом ионного скалывания, часто упоминается, но описывается лишь качественно. Не опубликовано: датированные данные о финансировании, мощностях или потерях LioniX International за 2025–2026 гг.; первоначальная федеральная субсидия AIM Photonics и диаметр пластин её линии в Олбани; цены квантовых MPW и комплектов фотошаблонов на 300 мм — ни у одной фабрики, поэтому стоимость на моду назвать нельзя; выход годных на уровне пластины или старение при термоциклировании до 2 K для переключателей BTO и интегрированных SNSPD — ни у одного участника; однородность публична только в виде разбросов толщины плёнки, эффективности и потерь у Omega.

Участники и экономика

Кто.
Организация Роль Страна Что именно делает с технологией Свидетельство
GlobalFoundries поставщик (фабрика) США Fab 8, Malta NY: та самая 300 mm линия, несущая Omega; Quantum Technology Solutions запущено 2026-05-21 C[353]D[169]
PsiQuantum разработчик / заказчик США, Австралия Квалифицировала стек SiN + BTO + SNSPD + присоединение волокна при 2 K D[169]
imec исследовательская фабрика Бельгия КМОП и фотоника на 300 mm, наследие BTO-на-SOI, партнёр PIXEurope D[189]G[582]
LIGENTEC поставщик Швейцария, Франция, Бельгия SiN на 200 mm линии X-FAB; SOI добавлен в 2026 C[812]
LioniX International поставщик Нидерланды Волноводы TriPleX на SiN, сборка модулей Cфакт
HyperLight поставщик США Модуляторы TFLN, спин-офф Harvard P[518]
AIM Photonics исследования / фабрика США Институт DoD ManTech; PDK и Assembly Design Kit, 2026-05-25 C[814]
Xanadu разработчик Канада Кристаллы непрерывных переменных на TFLN/SiN; корпусирование 0.085 dB на грань; завод в Торонто C[172]C[178]
Quandela разработчик Франция Источники на квантовых точках GaAs; Lucy поставлена в CEA/TGCC C[176]факт
QuiX Quantum разработчик Нидерланды Процессоры на SiN; Carina поставлена в DLR, 2026-07 C[177]

Деньги.

  • 2024-09 · HyperLight · раунд серии B · $37 M · Summit Partners · закрыт P[518]
  • 2024-09 · Lightium · посевной раунд · $7 M · Vsquared Ventures, Lakestar · закрыт P[518]
  • 2024-11-24 · PIXEurope · пилотная линия ЕС · ≈€400 M · Chips JU, Испания, Каталония · объявлено G[582]
  • 2025-09-10 · PsiQuantum · раунд серии E · $1 B при оценке $7 B · BlackRock, Temasek, Baillie Gifford · закрыт факт
  • 2026-03-26 · Xanadu · SPAC с Crane Harbor · ≈$302 M валовых · Nasdaq/TSX XNDU · закрыта факт
  • 2026-05-21 · GlobalFoundries · протокол о намерениях по CHIPS · $375 M · Министерство торговли США · LOI, необязывающий G[300]
  • 2026-05-21 · PsiQuantum · протокол о намерениях по CHIPS · $100 M · Министерство торговли США · LOI, необязывающий G[300]
  • 2026-07-22 · PsiQuantum · расширение QBI Stage C (коммутаторы BTO, корпусирование, криогеника) · $125 M · DARPA · окончательное соглашение факт
  • 2026-08-28 · Xanadu · федеральное финансирование, завод в Торонто · CAD 195 M · правительство Канады · объявлено C[178]

Рынок и цепочка поставок. Обеспечивающее оборудование — это обычные полупроводниковые капитальные средства (LPCVD/PECVD, иммерсионная литография, CMP, сращивание пластин, молекулярно-лучевая эпитаксия (МЛЭ)/PLD) от ASML, Lam, ASM, EVG и SUSS, на рынке, где квантовая тематика есть ошибка округления: хорошо для стоимости, плохо для влияния. Риск концентрации лежит на процессе, а не на оборудовании; удельную экономику указать невозможно. За этот слой платят G3 и G4, G6 — через волоконные связи и кристаллы преобразователей, G7 — через работу при 2 K вместо милликельвинов; G1 и G2 — только через ионную и атомную оптику, в G5 не платит ничто.

Интеллектуальная собственность и стандарты. Датированного числа патентов из поименованной базы для семейств по фотонным фабрикам получить не удалось; единственное фотонное семейство, проверенное для настоящего отчёта, — US 12,437,225 компании ORCA Computing на линейно-оптические измерения GHZ, выдан 2025-10-07 факт. Межфабричного стандарта PDK не существует — каждый комплект проектирования проприетарен и несовместим с прочими, и это практическая причина, по которой заказчик не может завести второго поставщика. Наиболее открытый комплект публикует AIM Photonics C[814].

Дорожные карты и послужной список. PsiQuantum, коммерчески полезная машина в Брисбене (обещано 2024-04 · к концу 2027 года · закладка сдвинулась на 2026-06-17 и перенесена в Моретон-Бей, поставка криогенной установки ожидается во 2H 2027 Cфакт, аппаратных публикаций 2026 года нет) Pфактфакт; в задании DARPA от 2026-07-22 та же цель сформулирована как отказоустойчивая машина «до 2033 года» P[181]. Xanadu, потери в 24.1× выше порога → 1.0× в 2030 году (обещано 2026-08-31 · срок пока не наступил) C[178]. Пилотная линия PIXEurope (обещано 2024-11 · с 2025 года и далее · о прогонах с открытым доступом не сообщалось) G[582]. GlobalFoundries Quantum Technology Solutions (обещано 2026-05-21 · LOI пока не стал окончательным) C[353]G[300]. Послужной список квалификации процесса до уровня производственной дисциплины есть только у GlobalFoundries; у PsiQuantum одна статья и ни одной второй линии; европейские поставщики поставляют на 200 mm, а не на том произведении потерь и масштаба, которого требует отказоустойчивость.

Стратегическое прочтение. Если слой состоится, победителем будет фабрика, а не модальность: GlobalFoundries собирает ренту с каждой пластины сразу по пяти кубитным технологиям C[353], тогда как дифференциация PsiQuantum сужается до архитектуры и криогеники. Если одномодовые потери застрянут около 1–2 dB/m, обе архитектуры встанут, а стоимость мигрирует в доставку лазерного излучения для ионов, атомные пинцеты (оптические) и сети — поэтому финансировать слой стоит в любом случае. Замещение: объёмная оптика ниже нескольких сотен мод. Переговорная сила у фабрики: смена линии означает полную переквалификацию и новый PDK.

Перспективы и открытые вопросы

Подтвердить, если до конца 2027 года какой-либо участник опубликует распределение выхода годных на уровне пластины для коммутаторов BTO либо интегрированных SNSPD на 300 mm; если вторая линия (imec, AIM Photonics, участник PIXEurope) опубликует одномодовые потери SiN ≤ 1.8 dB/m с монолитными детекторами; либо если коэффициент потерь Xanadu опустится ниже 10× порога. Понизить, если PsiQuantum к середине 2027 года не опубликует ни одного аппаратного результата помимо Omega либо если протокол о намерениях CHIPS на $375 M утратит силу. Лучший сценарий к 2029 году: две квалифицированные 300 mm линии, разводка ниже 1 dB/m, коммутаторы менее 50 mdB, опубликованные карты пластин. Худший сценарий: один поставщик, одна статья и протокол о намерениях, который так и не превращается в договор.

Открытые вопросы. (1) Каков выход годных кристаллов для интегрированной матрицы SNSPD на 300 mm и почему этого никто не опубликовал? (2) Технологичен ли BTO в объёме производства или это материал рекордного кристалла, выяснение чего и оплачивает DARPA? (3) Кто станет вторым источником для этого слоя, если GlobalFoundries сменит приоритеты?

Литература
  1. [169] K. Alexander et al., “A manufacturable platform for photonic quantum computing,” Nature, vol. 641, no. 8064, pp. 876–883, Feb. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-08820-7. [D]
  2. [172] Xanadu, “Xanadu sets new industry benchmark in photonic chip packaging,” PR Newswire, Jun. 10, 2026. [Online]. Available: https://www.prnewswire.com/news-releases/xanadu-sets-new-industry-benchmark-in-photonic-chip-packaging-302796562.html [C]
  3. [176] Quandela, “Quandela delivers Lucy, the most advanced photonic quantum computer worldwide, to EuroHPC and GENCI at CEA's TGCC,” Oct. 23, 2025. [Online]. Available: https://www.quandela.com/about-us/newsroom/quandela-delivers-lucy-the-most-advanced-photonic-quantum-computer-worldwide-to-eurohpc-and-genci-at-ceas-tgcc/ [C]
  4. [177] QuiX Quantum, “QuiX Quantum Delivers Carina Core Hardware Platform to DLR QCI, Advancing Europe's Universal Photonic Quantum Computing Roadmap,” Jul. 14, 2026. [Online]. Available: https://www.quixquantum.com/news/quix-quantum-delivers-carina-core-hardware-platformto-dlr-qci [C]
  5. [178] Xanadu Quantum Technologies Limited, “Xanadu Charts Path to Over 1,000 Logical Qubits by 2031,” GlobeNewswire, Aug. 31, 2026. [Online]. Available: https://www.globenewswire.com/news-release/2026/08/31/3353211/0/en/xanadu-charts-path-to-over-1-000-logical-qubits-by-2031.html [C]
  6. [181] M. Abdel-Kareem, “PsiQuantum Secures $125 Million Expanded Agreement with DARPA under QBI Program,” Quantum Computing Report, Jul. 22, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/psiquantum-secures-125-million-expanded-agreement-with-darpa-under-qbi-program/ [P]
  7. [189] P. Steinacker et al., “Industry-compatible silicon spin-qubit unit cells exceeding 99% fidelity,” Nature, vol. 646, no. 8083, pp. 81–87, Sep. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09531-9. [D]
  8. [300] National Institute of Standards and Technology, “Department of Commerce Announces Letters of Intent With 9 Companies for $2 Billion to Accelerate U.S. Leadership in Quantum Computing,” NIST News, May 21, 2026. [Online]. Available: https://www.nist.gov/news-events/news/2026/05/department-commerce-announces-letters-intent-9-companies-2-billion [G]
  9. [301] US Department of Commerce, Bureau of Industry and Security, “Commerce Control List Additions and Revisions; Implementation of Controls on Advanced Technologies Consistent With Controls Implemented by International Partners,” Federal Register, vol. 89, p. 72926, Sep. 6, 2024. [Online]. Available: https://www.federalregister.gov/documents/2024/09/06/2024-19633/commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies [G]
  10. [353] GlobalFoundries, “GlobalFoundries launches Quantum Technology Solutions to scale U.S. quantum manufacturing,” May 21, 2026. [Online]. Available: https://gf.com/gf-press-release/globalfoundries-launches-quantum-technology-solutions-to-scale-us-quantum-manufacturing/ Also https://investors.gf.com/news-releases/news-release-details/globalfoundries-launches-quantum-technology-solutions-scale-us. [C]
  11. [518] optics.org, “Lithium niobate in vogue as thin-film developers raise cash,” Sep. 24, 2024. [Online]. Available: https://optics.org/news/lithium-niobate-in-vogue-as-thin-film-developers-raise-cash [P]
  12. [582] imec, “The European Commission and Chips JU select the PIXEurope consortium to lead the European Pilot Line on Advanced Photonic Integrated Circuits,” Nov. 24, 2024. [Online]. Available: https://www.imec-int.com/en/press/european-commission-and-chips-ju-select-pixeurope-consortium-lead-european-pilot-line [G]
  13. [810] M. W. Puckett et al., “422 Million intrinsic quality factor planar integrated all-waveguide resonator with sub-MHz linewidth,” Nat. Commun., vol. 12, no. 1, Art. no. 934, Feb. 2021, doi: 10.1038/s41467-021-21205-4. [D]
  14. [811] C. Wang et al., “Integrated lithium niobate electro-optic modulators operating at CMOS-compatible voltages,” Nature, vol. 562, no. 7725, pp. 101–104, Oct. 2018, doi: 10.1038/s41586-018-0551-y. [D]
  15. [812] LIGENTEC, “About us_2026 - LIGENTEC.” [Online]. Available: https://www.ligentec.com/about-our-story/ [C]
  16. [813] PIC Magazine, “EU to establish €380 million pilot line for photonic integrated circuits,” Jan. 6, 2026. [Online]. Available: https://picmagazine.net/article/123220/EU_to_establish_%E2%82%AC380_million_pilot_line_for_photonic_integrated_circuits [P]
  17. [814] AIM Photonics, “News — AIM Photonics.” [Online]. Available: https://www.aimphotonics.com/news [C]
  18. [886] W. Sun et al., “A photonic integrated comb engine for ultracold quantum gases,” arXiv:2609.28294, Sep. 2026. [P]