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(wēi)处(chù)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(dǎo)体(tǐ)成(chéng)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(jiè)正(zhèng)在(zài)探(tàn)索(suǒ)的(de)方(fāng)向(xiàng)，其(qí)中(zhōng)的(de)核(hé)心(xīn)难(nán)题(tí)在(zài)于(yú)，要(yào)将(jiāng)这(zhè)些(xiē)原(yuán)子(zi)级(jí)精(jīng)密(mì)元(yuán)件(jiàn)组装成完整(zhěng)的(de)集成(chéng)电(diàn)路系(xì)统(tǒng)，依(yī)旧(jiù)受(shòu)制(zhì)于(yú)工(gōng)艺(yì)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(cái)料(liào)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(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(lèi)把(bǎ)晶(jīng)体(tǐ)管(guǎn)做(zuò)成(chéng)什(shén)么(me)材(cái)料(liào)其(qí)实(shí)并(bìng)不(bù)确(què)定(dìng)，不(bù)管(guǎn)是(shì)产(chǎn)业(yè)界(jiè)还(hái)是(shì)学(xué)术(shù)界(jiè)都(dōu)应(yīng)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势。此类二维芯片有望推动人工智能更广泛的应用，特别是在无人机、机器人等需要低功耗算力的移动端场景。在产(chǎn)业(yè)化(huà)方(fāng)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。