中國造出世界最小芯片原子鐘：3萬多年誤差才1秒

來源：電子工程專輯

3月，武漢大學衛星導航定位技術研究中心在量子精密測量領域取得重大突破，成功研制出目前 世界上體積最小的芯片原子鐘。這款僅2.3立方厘米（約指甲蓋大小）的微型原子鐘，計時精度可達10?11至10?12量級，相當于3萬多年誤差不超過1秒，綜合性能達到全球領先水平。

體積僅為美國產品1/7 打破國外壟斷

芯片原子鐘基于相干布居數囚禁（CPT）原理構建，與傳統原子鐘依靠微波與原子作用不同，該產品采用微波調制的激光與原子相互作用獲得高精度信號，在保持超高精度的同時實現了極致小型化與低功耗。

對比國際同類產品，美國已推出的芯片原子鐘體積為17立方厘米，而武漢大學團隊研制的芯片原子鐘體積僅2.3立方厘米，約為美國產品的1/7。傳統原子鐘即使小型化，最小體積仍有數百立方厘米，最低功耗至少數瓦；而這款芯片原子鐘功耗可降至200毫瓦以內。

已實現規模化量產 應用于北斗、無人機等戰略場景

目前該產品由中科泰菲斯（武漢）技術有限公司實現規模化量產，是國內首款實現批量化銷售的芯片原子鐘。2024年銷量達數百套，2025年持續增長。

該芯片原子鐘已成功應用于微PNT（定位、導航、授時）、低軌衛星、水下北斗、無人機群等時間同步系統，并適用于深海勘探、電力電網、通信基站等戰略場景。其小體積、低功耗的特性也使其成為5G/6G基站時間同步的理想選擇，以及海底自主同步體系的關鍵部件——由于海底無法接收衛星信號且缺乏太陽能，低功耗的自主頻率源至關重要。

長江產業集團加持 推動產業化落地

2024年，長江產業集團緊扣湖北北斗產業發展規劃，通過長江北斗持股泰菲斯超20%，布局芯片原子鐘項目，加速推動產業化落地。長江產業集團長江北斗投資并購事業部部長茍飛表示，當前產品規模化放量仍受激光器性能和成本偏高制約，集團正依托資金與資源優勢，協助企業攻關核心器件技術，推動自動化量產降本。未來隨著成本下降，芯片原子鐘將在軍用、民用通信等領域實現更大規模應用。

掌握時間話語權 筑牢國家高精度時間基準

在導航與定位領域，時間精度直接決定距離精度，一納秒的誤差就會帶來0.3米的定位偏差。高精度計時在通信、軍事、自動駕駛等領域具有關鍵作用，納秒級的延遲也可能對無人機協同等任務產生顯著影響。

業內專家指出，此次突破標志著我國在高精度計時領域邁出關鍵一步，徹底打破國外技術壟斷，實現核心技術自主可控，牢牢掌握時間話語權，為國家關鍵領域筑牢高精度時間基準。

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