全球唯一,中国二维无极芯片横空出世,彻底打破光刻机卡脖子困局
面对传统硅基芯片快要摸到物理上限的世界性难题,复旦大学微电子学院周鹏教授、包文中研究员带领科研团队,历经整整五年艰苦攻关,2025年4月正式官宣研制出全球首款二维半导体32位微处理器,命名为无极WUJI,这项重大科研成果刊发在国际顶尖学术期刊《自然》主刊,标志着我国在新一代芯片赛道抢占了先发制高点。
在这枚芯片诞生之前,全世界二维半导体电路最高集成记录仅仅只有115个晶体管。我国科研团队一举实现跨越式突破,无极芯片一共集成5900个晶体管,把国际原有记录提升51倍。芯片采用原子级超薄的二硫化钼二维半导体材料,材料本身厚度仅有0.65纳米,只由一两层原子堆叠而成,依靠自主研发的精细加工工艺,解决了二维材料制作芯片良率低的世界级难题,反相器良率达到99.77%,可以稳定执行全套32位RISC-V运算指令,真正实现0和1完整逻辑运算,是一套功能完整的处理器。
和我们现在手机电脑上的硅基芯片有着根本性的不同。硅的原料藏在沙子里面,地球上到处都有,拼的就是提纯加工的技术。硅芯片走的路子,是把厚厚的硅片用高端光刻机不断往更小的纳米尺寸雕刻,想要做出7纳米、5纳米低功耗硅芯片,离不开国外顶尖的EUV极紫外光刻机,长期面临被卡脖子的难题。咱们这款无极二维芯片采用原子级超薄的二硫化钼材料,国内原材料储量充足,不需要EUV极紫外光刻机,依靠国内成熟的28纳米光刻机就能够加工,用28纳米产线就可以实现对标5纳米芯片的低功耗效果,七成工序还可以沿用现有的芯片生产线。国内28纳米光刻机技术成熟,还可以对外出口,不再受国外高端光刻机封锁的制约。芯片本身薄到只有几层原子,体积微小,很多狭小、不好安置元器件的设备空间都能够装进去。它和硅芯片互相配合使用,硅芯片负责高速运算,二维芯片耗电极低,待机功耗远远低于传统硅芯片,卫星、野外传感、无人机以及各类国防军工高科技装备都能够使用。团队还有清晰的产业化推进规划,后续一步步向着等效3纳米、等效1纳米的工艺目标稳步推进。同实验室周鹏、刘春森团队还研发出名叫“长缨”的二维硅混合架构闪存芯片,专门负责数据存储,二维与硅基芯片相互配合、长期共存。
二维芯片有着传统硅芯片难以比拟的优势,器件厚度只有几层原子,漏电极低,功耗小、发热少,是下一代电子器件最重要的发展方向。过去全球多国都在全力攻关二维集成电路,全都卡在大规模集成这一关,是咱们中国科研人员率先打通了从材料、工艺到芯片架构的全链条技术。
这一项硬核突破,是我国科研工作者日夜钻研得来的丰硕成果。很多国家都盯着下一代芯片赛道发力,但是第一个拿出完整可用二维处理器的,是我们。从无到有攻克别人没有拿下的难关,这就是中国科技的硬实力。祖国科研不断向前突破,一项项世界级成果不断落地,让人由衷为之骄傲。资料来自媒体网络,图无准确关联





