复旦造无极芯片 集成5900晶体管 开启后摩尔时代

当所有人都在盯着EUV光刻机的突破时,复旦团队悄悄把二维半导体芯片的集成度拉到了5900个晶体管——这不是实验室的玩具,而是能跑通32位RISC-V指令的系统级芯片。后摩尔时代的入场券,从来不是硅基的延续,而是材料的革命。为什么偏偏是二维半导体能接过接力棒?

从115到5900,一场沉默的超越

在复旦团队的成果问世前,二维半导体的天花板停留在115个晶体管——这是奥地利团队在2017年创下的纪录,之后的8年里,全球科研界都卡在了“从阵列到系统”的门槛上。

这个门槛的本质,是原子级材料与工业化制造的矛盾:二维半导体只有单个原子层厚,用传统硅基工艺加工,就像用刻刀在豆腐上雕花,稍有不慎就会破坏材料结构。而要把5900个这样的“豆腐元件”组装成能稳定运行的系统,难度不亚于在头发丝上搭建一座城市。

复旦团队的突破,用数据打破了这个僵局:5900个晶体管,是此前纪录的51倍;反相器良率99.77%,接近硅基芯片的商用标准;70%的工艺可兼容现有硅基产线。更关键的是,这不是实验室的偶然成功,而是可复制、可放大的工程化方案——他们把二维半导体从“科研展品”变成了“工业产品”。

不用EUV的芯片,藏着什么秘密

很多人没注意到“无极”芯片的一个核心优势:它完全不依赖EUV光刻机。这不是因为技术妥协,而是二维半导体的特性赋予的天然优势——原子级厚度的材料,不需要极紫外光来实现纳米级的刻蚀精度。

团队用了一套“双引擎”方案解决材料难题:一方面用原子级界面精准调控解决二维材料生长的均匀性问题,让原本容易出现缺陷的二硫化钼薄膜实现了晶圆级的均匀性;另一方面用AI算法优化全流程工艺,把原本需要数年的试错周期压缩到了几个月,直接把研发效率提升了数十倍。

更具前瞻性的是架构选择:团队没有用封闭的X86或ARM架构,而是直接采用开源的RISC-V架构。这不仅避开了国外的IP专利壁垒,更重要的是,RISC-V的轻量化特性完美匹配二维半导体的低功耗优势,为后续构建自主生态打下了基础。真正的自主可控,从来不是闭门造车,而是在全球标准里掌握核心话语权。

从实验室到产线,只隔了一条工艺线

2026年1月6日,国内首条二维半导体工程化示范工艺线在上海浦东点亮,这条由原集微科技运营的产线,计划在6月正式通线。这不是简单的产能落地,而是把“无极”芯片的实验室技术,转化为工业化制造的关键一步。

根据规划,这条产线今年就能实现等效硅基90纳米的制程,2027年达到28纳米,2028年逼近5纳米。这个速度远超硅基芯片的迭代节奏——硅基从90纳米到5纳米用了12年,而二维半导体只需要3年。这不是摩尔定律的延续,而是超越摩尔定律的新赛道。

更值得关注的是工艺兼容性:“无极”芯片70%的制造工序可以直接沿用现有硅基产线。这意味着不需要从零开始建设新工厂,只需要对现有产线进行小幅改造,就能实现二维芯片的量产。对于正面临产能过剩的半导体行业来说,这无疑是一条低成本转型的新路径。

低功耗的未来,藏在二维材料里

如果说硅基芯片的优势是高性能,那么二维半导体的核心竞争力就是低功耗。目前“无极”芯片用微米级工艺实现的功耗,已经能和硅基纳米级芯片相当;一旦进入产业化阶段,功耗还能进一步降低50%以上。

这个特性恰好命中了未来的算力需求:AIoT时代的边缘设备、无人机、可穿戴设备,以及需要24小时运行的传感器网络,都需要在有限的功耗下实现持续算力输出。二维芯片的超低漏电特性,能让这些设备的续航时间从几天延长到几个月,甚至几年。算力的未来,不是比谁更快,而是比谁能在更低功耗下做更多事。

周鹏教授的一句话点出了核心:“我们现在用二维半导体微米级工艺,已经实现了硅基纳米级芯片的功耗表现。”这意味着在低功耗场景,二维芯片已经具备了替代硅基芯片的潜力——而这正是后摩尔时代的核心战场。

后摩尔时代,中国的新赛道

当全球半导体行业都在为硅基芯片的5纳米、3纳米制程绞尽脑汁时,复旦团队的“无极”芯片,为行业打开了一扇新的大门。这不是对硅基芯片的否定,而是在硅基之外,开辟了一条并行的新赛道。

从材料到架构,从实验室到产线,“无极”芯片实现了全链条的自主可控。更重要的是,它证明了在新兴半导体领域,中国不仅能跟上国际步伐,还能实现领跑——目前英特尔、三星等巨头都在布局二维半导体,但在系统级集成上,复旦团队已经领先了至少3年。

包文中的一句话值得深思:“虽然目前二维芯片的规模仅相当于几十年前的英特尔8080芯片,但一旦进入产业化路径,其发展速度将远超硅基摩尔定律。”这不是盲目乐观,而是基于材料特性的客观判断——二维半导体的迭代,不需要受限于硅基的物理极限,它的天花板,只取决于人类对原子级材料的掌控能力。

当我们还在为EUV光刻机焦虑时,有人已经悄悄换了赛道。后摩尔时代的竞争,从来不是比谁的硅基芯片更先进,而是比谁能先找到下一个材料革命的入口。而复旦团队的“无极”芯片,已经为我们推开了这扇门。未来,二维半导体会不会成为与硅基芯片并行的主流技术?答案或许就在这条即将通线的示范工艺线上。


#芯片##半导体##人工智能##华为##摩尔定律#

展开阅读全文

更新时间:2026-03-29

标签:科技   无极   复旦   晶体管   芯片   时代   半导体   材料   团队   纳米   工艺   功耗   原子

1 2 3 4 5

上滑加载更多 ↓
推荐阅读:
友情链接:
更多:

本站资料均由网友自行发布提供,仅用于学习交流。如有版权问题,请与我联系,QQ:4156828  

© CopyRight All Rights Reserved.
Powered By 61893.com 闽ICP备11008920号
闽公网安备35020302035593号

Top