「香港飛龍」標誌 本文内容： 如果您希望可以時常見面，歡迎標星收藏哦~來源：內容來自邵芯實驗室，謝謝。在硅基芯片製造領域，伴隨着晶體管尺寸的持續微縮，工藝製程和器件結構日趨複雜，摩爾定律正逐漸接近其物理極限，而具有原子層厚度的二維半導體，被視爲突破這一瓶頸的關鍵。經國際學術界與產業界十餘年的不懈探索，二維半導體的晶圓級材料生長取得突破，高性能器件單元也成功研製。在將這些微小的“原子級精密元件”組裝成完整集成電路系統的過程中，加工精度與規模均勻性的協同控制難題，嚴重製約了系統良率的提升。這一技術瓶頸導致全球集成電路的最高集成度記錄長期停滯在一百多晶體管量級，始終未能突破工程化應用的最低技術門檻。歷經五年艱苦的技術攻關與迭代，復旦大學、紹芯實驗室周鵬/包文中團隊傳來振奮人心的消息：成功研製出全球首款基於二維半導體材料的32位RISC-V架構微處理器——“無極（WUJI）”。北京時間2025年4月2日晚間，相關成果以《基於二維半導體的RISC-V32比特微處理器》（“A RISC-V 32-Bit Microprocessor Based on Two-dimensional Semiconductors”）爲題，發表於國際頂尖期刊《Nature》（DOI:10.1038/s41586-025-08759-9）。“無極”微處理器基於單層二硫化鉬（MoS?）二維半導體材料打造，不依賴於先進的EUV光刻機，藉助自主研發的特色集成工藝，依託開源簡化指令集計算架構（RISC-V），在國際上創造了二維芯片的最大工程性規模驗證紀錄，總共集成了約6000個晶體管，實現了從材料、架構、流片的全鏈條自主研發。團隊成功攻克了“金屬接觸-柵介質-後道工藝”的精確耦合調控難題，運用原子級精度的加工和表徵技術，對規模化數字電路進行了驗證，其中，反相器良率高達99.77%，具備單級高增益和關態超低漏電等卓越性能。經嚴格的自動化測試設備測試，在1kHz時鐘頻率下，千門級電路可串行實現37種32位RISC-V指令，完全滿足32位RISC-V整型指令集（RV32I）要求。其集成工藝優化程度和規模化電路驗證結果，均達到國際同期最優水平。科研團隊在二維半導體集成電路領域深耕10餘年，創新開發AI驅動一貫式協同工藝優化技術，堪稱“祕密武器”。這項技術以“原子級界面精準調控+全流程AI算法優化”爲雙引擎，實現了從材料生長到集成工藝的精準控制。“無極”的工藝流程極爲複雜，人工優化參數難度極大，而通過AI賦能，能快速確定參數優化窗口，顯著提升晶體管良率。在二維半導體集成工藝中，約70%的工序可直接沿用現有硅基產線的成熟技術，核心二維特色工藝則構建起包含20餘項工藝發明專利的自主技術體系，搭配專用工藝設備，爲將來產業化落地奠定了堅實基礎。展望未來，科研團隊將持續科研突破，進一步提升二維半導體芯片的極致性能和微縮集成度，讓“無極”在不同應用場景下展現出更多競爭優勢。周鵬教授指出，當前二維半導體微米級的工藝已能實現硅基納米級芯片的功耗水平，未來通過產業化製造將兼具更快速度和更低功耗的優勢。此類二維芯片有望推動人工智能更廣泛的應用，特別是在無人機、機器人等移動端需要低功耗算力的場景。在產業化方面，團隊將着力推進與現有硅基生產製造線的融合，推動二維半導體電子器件加速從實驗室到市場的轉化進程，實現規模化商業應用。包文中研究員表示，雖然當前二維芯片規模僅相當於幾十年前的英特爾8080芯片，但其製造工藝和硅基高度兼容，可充分利用成熟的硅半導體產業生態，未來一旦步入產業化的軌道，發展速度將顯著超越硅基的摩爾定律。紹芯實驗室周鵬教授和包文中研究員爲論文通訊作者，博士生敖明睿、周秀誠爲論文第一作者。半導體精品公衆號推薦專注半導體領域更多原創內容關注全球半導體產業動向與趨勢*免責聲明：本文由作者原創。文章內容系作者個人觀點，半導體行業觀察轉載僅爲了傳達一種不同的觀點，不代表半導體行業觀察對該觀點贊同或支持，如果有任何異議，歡迎聯繫半導體行業觀察。今天是《半導體行業觀察》爲您分享的第4083期內容，歡迎關注。『半導體第一垂直媒體』實時 專業 原創 深度公衆號ID：icbank喜歡我們的內容就點“在看”分享給小夥伴哦 (本文内容不代表本站观点。) --------------------------------- |
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