中国在芯片领域又有重大突破！

这一次的解决方案直接突破了芯片领域固有的硅基路线，在当下晶体管缩放逼近物理极限时，为1nm甚至是0.5nm制程提供了一条重要的候选路线。

“在三维世界强行撕开一个二维平面，这非常不尊重科学，想象不出中国人到底是怎么做到的？”

当美国物理学家在世界顶级科学杂志期刊《自然》上看到复旦大学团队研究出的二维“无极”芯片时，发出了难以置信的声音。

复旦团队让“摩尔定律”在另一个维度重生，使中国从此摆脱ASML的EUV光刻机的束缚，在芯片底层架构上实现“换道超车”。

一、“无极”无极限

前不久复旦大学成功打造出了一款二维半导体芯片“无极”，具备5900个晶体管，可以运行32位的RISC-V指令集。

这是全球目前第一个基于二维材料所制备的超大规模集成电路，一举刷新了2017年奥地利团队115个晶体管的记录。

“无极”的地位和历史意义完全能比肩1971年全球首款商用处理器——英特尔4004，所带来的影响将会是革命性的。

“无极”芯片的诞生意味着硅基时代的进一步向前，那么这个二维半导体芯片具体是什么东西呢？

全世界都知道传统硅基芯片有个物理极限，当晶体管缩小到一纳米（约十个原子宽度）时，电子会像穿墙术一样“漏电”，导致发热和能耗暴增。

但是复旦团队选择了一种叫“二硫化钼”的矿物，“二硫化钼”又被《科学》杂志称为改变游戏规则的材料。

复旦科研攻关团队用“独家秘方”把二氧化钼压制成0.7纳米厚的超薄膜片（相当于1到3个原子层）的厚度。

让电子在单原子层中高速穿行，量子隧穿效应比硅材料降低了90%，彻底避开漏电噩梦。

更恐怖的是，二维材料的脆弱性曾让全球科学家头疼无比，复旦科研团队就在这块豆腐上雕刻出了万里长城。

用比绣花针尖精细百万倍的技术，在这个二维薄膜上刻出5900个晶体管，每个位置误差不超过3个原子，最终造出了全球首款二维半导体芯片“无极”。

“无极”的运算能力可以直接对标顶级硅基芯片，能完成42亿次数据运算，功耗却仅为硅基芯片的十分之一。

该芯片一经面世，顿时在物理学界引发了轩然大波，麻省理工学院的多名教授如此说道：

“这不只是技术超越，更是基础科学的革命！”

“中国人在二维世界里发现了我们完全不懂的量子规则，这是重写教科书的革命性技术。”

二、赞美下的真实认知

无极芯片的问世，真正令某些西方国家感到恐惧的是，中国这次完全绕过了传统芯片制造的两大拦路虎。

第一是不再需要最尖端的光刻机，传统芯片需要十几亿美元一台的EUV光刻机雕刻电路，而中国用自主研发的原子级沉积设备，像喷墨打印机一样喷涂出二维电路。

第二是打破了ARM架构和X86架构的垄断，采用开源RISC-V架构，相当于在芯片世界发明了属于自己的“语言”，不用再给国外交专利费。

荷兰半导体智库预测，若二维芯片五年内量产，EUV市场需求将蒸发30%。

英国《经济学人》更是尖锐地指出，中国在二维领域的突破堪比当年美国发明集成电路，他们正在材料维度建立新霸权。

虽然国外媒体极力在吹捧赞美中国此次在芯片领域的重大突破，但我们还是要保持清醒的头脑，时刻认识到自身的不足。

“无极”作为一款原型产品，它的沟道长度长达3微米（3000纳米），而二氧化钼的电子迁移率本身就不如硅基材料。

所以这就导致了“无极”芯片的沟道导通速度和开关速度就大大的低于传统硅基材料的芯片。如果后续产品的沟道长度能缩短到10纳米，栅控进一步优化，那么无极芯片的开关速度就会实现大幅度的提升。

从理论上来讲，不仅可以达到GHz级别的速度，甚至还能超越硅基的极限，只是目前它的速度潜力还没有被释放。

因为“无极”芯片主要是为了验证基于二维材料的大规模集成工艺的可行性，而非聚焦于一款真正的高性能芯片。

所以“无极”芯片当前展示的就是二维材料作为沟道组成大规模集成电路的潜力，用二维技术解决困扰业界的短沟道效应，从而允许晶体管进一步缩放。

三、从0到1的“Know-how”

至此，可能会有人提出质疑，“无极”芯片在芯片领域到底属于何等水平的突破呢？其实这个成果的背后，最核心的价值就在于“工艺”二字。

二维集成看似简单，但要在一整个晶圆上批量制造出来，要同时控制缺陷，保持精度，维持成本，难度是非常大的。

这其中就涉及了大量“Know-how”（从0到1的技术诀窍）的问题，复旦团队经过多年攻关，基于4英寸晶圆加工的“无极”样品在芯片业界已经是国际首例。

在掌握了相应的制备技术后，就等于完成了从0到1的工业探索，日后8英寸、12英寸的晶圆制备也就游刃有余了。

值得一提的是，在过去多年的研究中，机器学习技术也帮助团队进行了工艺参数的匹配，加快了研发进度。

目前整个芯片的制备流程，有70%的工序可以跟传统芯片互通，可以无压力的与现有生产线进行整合。

这就意味着半导体厂商不需要额外付出太多的改造成本，就可以生产二维半导体芯片。

从产业竞争角度来看，这个成果也意味着中国已经率先掌握了此类芯片的大规模集成与制备技术，积累了大量的工艺参数，抢到了一定先机。

结语

在硅基时代，我们先后经历了不同晶体管的结构性演化，但是这些方法万变不离其宗，都是通过结构转变来提升栅极的控制能力。

材料上依然是硅基主导，但是“硅”作为一种体块材料，在晶体管的结构性演化过程中，它的局限性也越来越明显，也逐步成为了一种制约。

所以最终我们还是要跳出“硅”的思维框架，从材料上来做出根本性改变，而“无极”这个二维集成芯片的价值，目前就已经得到了有力的证明！

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参考链接：

1、百度百科：《无极》

2、文汇报 2025-04-02 《突破硅基材料！复旦团队研制“无极”二维半导体微处理器，相关成果登“自然”》

3、上观新闻 2025-06-16 《美国刚列入战略关键，上海已启动首条示范性工艺线，预计3年内商业化落地》