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(jīng)度(dù)与(yǔ)规(guī)模(mó)匀(yún)性(xìng)的(de)协(xié)同(tóng)良(liáng)率(lǜ)控(kòng)制(zhì)。值(zhí)得(de)关注(zhù)的(de)是(shì)，此(cǐ)次(cì)复(fù)旦(dàn)大(dà)学(xué)团(tuán)队(duì)发(fā)布(bù)的(de)成(chéng)果(guǒ)突(tū)破(pò)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(huà)钼(mù)（MoS₂）二(èr)维(wéi)半(bàn)导(dǎo)体(tǐ)材(cái)料(liào)打(dǎ)造(zào)，不(bù)依(yī)赖(lài)于(yú)先(xiān)进(jìn)的(de)EUV光(guāng)刻(kè)机(jī)，采用(yòng)自(zì)主研(yán)发(fā)的(de)特(tè)色(sè)集成(chéng)工(gōng)艺(yì)，依(yī)托(tuō)开(kāi)源(yuán)简(jiǎn)化(huà)指(zhǐ)令(lìng)集计(jì)算(suàn)架构（RISC-V），实现了从材料、架构到流片的全链条自主研发，其集成工艺优化程度和规模化电路验证结果，均达到国际同期最优水平。

复旦大学教授周鹏向《中国电子报》记者表示，此次成果改变了工业界的传统认知，证明了新材料应用在集成电路上的可行性，并在一些应用场景上具备独特优势。对于二维半导体而言，一定要找到它在应用上全面超越现有技术的独特的“点”，有了这个支撑之后，属于二维半导体或者说二维电子学的时代才会真正来临。在周鹏看来，这个“点”在最近三年里就有可能落地。“未来人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(chǎn)业(yè)化(huà)制(zhì)造(zào)将(jiāng)兼(jiān)具(jù)更(gèng)快(kuài)速(sù)度(dù)和(hé)更(gèng)低(dī)功(gōng)耗(hào)的(de)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)功耗算力的移动端场景。在产业化方面，团队将着力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。