我国二维半导体芯片研发取得重要突破！

近日，复旦大学、绍芯实验室周鹏/包文中团队成功研制出全球首款基于二维半导体材料的32位RISC-V架构微处理器“无极”，创造了全球二维芯片的最大工程性规模验证纪录。相关成果已在国际期刊《自然》上发表。

随着摩尔定律逐渐接近物理极限，具有单个原子层厚度的二维半导体成为破局的关键。如何将二维半导体材料应用于集成电路是业界正在探索的方向，其中的核心难题在于，要将这些原子级精密元件组装成完整的集成电路系统，依旧受制于工艺精度与规模匀性的协同良率控制。值得关注的是，此次复旦大学团队发布的成果突破二维半导体电子学工程化瓶颈，首次实现了5900个晶体管的集成度。

据了解，“无极”微处理器基于单层二硫化钼（MoS₂）二维半导体材料打造，不依赖于先进的EUV光刻机，采用自主研发的特色集成工艺，依托开源简化指令集计算架构（RISC-V），实现了从材料、架构到流片的全链(liàn)条(tiáo)自(zì)主研(yán)发(fā)，其(qí)集成(chéng)工(gōng)艺(yì)优(yōu)化(huà)程(chéng)度(dù)和(hé)规(guī)模(mó)化(huà)电(diàn)路验(yàn)证(zhèng)结(jié)果(guǒ)，均(jūn)达(dá)到(dào)国(guó)际(jì)同(tóng)期(qī)最(zuì)优(yōu)水(shuǐ)平(píng)。

复(fù)旦(dàn)大(dà)学(xué)教(jiào)授(shòu)周(zhōu)鹏(péng)向(xiàng)《中(zhōng)国(guó)电(diàn)子(zi)报(bào)》记(jì)者(zhě)表(biǎo)示(shì)，此(cǐ)次(cì)成(chéng)果(guǒ)改(gǎi)变(biàn)了(le)工(gōng)业(yè)界(jiè)的(de)传(chuán)统(tǒng)认(rèn)知(zhī)，证(zhèng)明(míng)了(le)新(xīn)材(cái)料(liào)应(yīng)用(yòng)在(zài)集成(chéng)电(diàn)路上(shàng)的(de)可(kě)行(xíng)性(xìng)，并(bìng)在(zài)一(yī)些(xiē)应(yīng)用(yòng)场(chǎng)景(jǐng)上(shàng)具(jù)备(bèi)独(dú)特(tè)优(yōu)势(shì)。对(duì)于(yú)二(èr)维(wéi)半(bàn)导(dǎo)体(tǐ)而(ér)言(yán)，一(yī)定(dìng)要(yào)找(zhǎo)到(dào)它(tā)在(zài)应(yīng)用(yòng)上(shàng)全面(miàn)超(chāo)越(yuè)现(xiàn)有(yǒu)技(jì)术(shù)的(de)独(dú)特(tè)的(de)“点(diǎn)”，有(yǒu)了(le)这(zhè)个(gè)支(zhī)撑(chēng)之(zhī)后(hòu)，属(shǔ)于(yú)二(èr)维(wéi)半(bàn)导(dǎo)体(tǐ)或(huò)者(zhě)说(shuō)二(èr)维(wéi)电(diàn)子(zi)学(xué)的(de)时(shí)代(dài)才(cái)会(huì)真(zhēn)正(zhèng)来(lái)临(lín)。在(zài)周(zhōu)鹏(péng)看(kàn)来(lái)，这(zhè)个(gè)“点(diǎn)”在(zài)最(zuì)近(jìn)三(sān)年(nián)里(lǐ)就(jiù)有(yǒu)可(kě)能(néng)落(luò)地(de)。“未(wèi)来(lái)人(rén)类把晶体管做成什么材料其实并不确定，不管是产业界还是学术界都应该保留探索的空间。”

周鹏表示，当前二维半导体微米级的工艺已能实现硅基纳米级芯片的功耗水平，未来通过产业化制造将兼具更快速度和更低功耗的优(yōu)势(shì)。此(cǐ)类(lèi)二(èr)维(wéi)芯(xīn)片(piàn)有(yǒu)望(wàng)推(tuī)动(dòng)人(rén)工(gōng)智(zhì)能(néng)更(gèng)广(guǎng)泛(fàn)的(de)应(yīng)用(yòng)，特(tè)别(bié)是(shì)在(zài)无(wú)人(rén)机(jī)、机(jī)器(qì)人(rén)等(děng)需(xū)要(yào)低(dī)功(gōng)耗(hào)算(suàn)力(lì)的(de)移(yí)动(dòng)端(duān)场(chǎng)景(jǐng)。在(zài)产(chǎn)业(yè)化(huà)方(fāng)面(miàn)，团(tuán)队(duì)将(jiāng)着(zhe)力(lì)推进与现有硅基生产制造线的融合，推动二维半导体电子器件从实验室走向市场，实现规模化商业应用。