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中国首款二维芯片亮相,五年攻关突破摩尔定律困局

中国首款二维芯片亮相,五年攻关突破摩尔定律困局

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2026-03-27

当全球芯片行业陷入摩尔定律逼近极限的焦虑,当西方仍试图用技术封锁扼住中国芯片产业的咽喉时,一则重磅消息传来,中国芯取得了重大突破!

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没错,又是复旦团队,成功研制出二维半导体芯片“无极”,中国首款!全球首款!



长期以来,芯片行业的发展始终遵循摩尔定律,依靠不断缩小晶体管尺寸、提高集成密度来提升性能。但随着硅基材料逼近2nm甚至1nm的物理极限,电子漏电、散热困难等问题日益凸显,而且良品率还低,成本越来越高,全球科研界都在寻找破局之路。



而二维半导体材料,因其仅几个原子厚度的特性,凭借出色的电子性能,成为公认的最优解——它能在更小的尺度上稳定工作,完美避开硅基材料的固有缺陷。看似光明的赛道,实则布满荆棘。

此前,国外科研团队也曾尝试用二维材料搭建电路,但始终受限于工艺精度不足、材料缺陷较多等问题,集成度最高仅能达到百余个晶体管,不仅稳定性差,良率也低得难以实现产业化。



就在全球科研界陷入瓶颈之际,中国复旦团队毅然扎根这一领域,用五年时间,一步步啃下了这块“硬骨头”。复旦团队从材料生长环节入手,采用化学气相沉积法,在晶圆上精准培育二硫化钼材料,确保每一层都均匀平整。随后通过低能量等离子体处理表面,避免高能粒子损坏超薄的二维材料,最大限度保留其优良的电子特性。



2025年4月2日,这项里程碑式的成果在国际顶刊发表,全球首款基于二维半导体的32位RISC-V架构微处理器“无极”正式问世。这款芯片集成了5900个晶体管,将此前国际最高纪录提升了50多倍。令人惊叹的是,它采用微米级工艺,功耗却能与纳米级硅基芯片持平,同时具备单级增益高、关态漏电极低的优势,性能达到同期国际最优水平。



更值得关注的是,“无极”芯片采用RISC-V开源架构,完全自主可控,无需依赖外部尖端光刻机,这在西方持续加码芯片封锁的背景下,具有非同寻常的意义。它证明了中国芯片产业无需被“卡脖子”技术捆住手脚,通过自主创新,同样能开辟出一条属于自己的道路。

突破不止于实验室,成果转化的步伐同样迅速。2025年10月,复旦团队再传捷报,推出二维半导体与硅基混合架构的闪存芯片,将超快存储器件与成熟CMOS工艺深度融合,实现了全球首颗此类高复杂度指令驱动芯片,集成良率达到94.3%,速度较传统闪存大幅提升。



就在今年初,国内首条二维半导体工程化示范工艺线也正式在上海点亮,这也是由复旦孵化企业主导建设,预计6月通线、9月实现小批量生产,可产出兆字节级存储器和百万门级电路。这条工艺线的点亮,标志着二维半导体技术从实验室原型,正式迈向产业化应用,为中国芯片产业的自主发展奠定了坚实基础。

“无极”芯片的问世,告诉我们,技术自立自强从来不是空洞的口号,而是实验室里反复调试的参数,是产线上一次次的点亮测试,是科研工作者日复一日的坚守与付出。



未来,随着二维半导体工程化工艺线的逐步落地,集成度将持续提升,应用场景也将不断拓展,从低功耗电子设备到工业互联网,从人工智能到航天航空,二维半导体芯片将发挥越来越重要的作用。

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来源:https://www.163.com/dy/article/KP1EUN9B0531JOTT.html
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