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中国研制出全球首款二维半导体芯片
 2025-4-8
 

4月2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架构微处理器“无极”。相关成果已在国际期刊《自然》上发表。

 

据了解,“无极”微处理器基于单层二硫化钼(MoS?)二维半导体材料打造,集成了5900个晶体管。“无极”支持32位RISC-V整型指令集(RV32I),在1kHz时钟频率下可串行执行37种指令,实现最大42亿次数据加减运算,支持GB级数据存储与10亿条指令程序编写。芯片采用开源RISC-V架构,避免对ARM、x86等封闭架构的依赖,为构建自主生态奠定基础。

 

据介绍,“无极”芯片的集成工艺中有70%左右的工序可直接沿用现有硅基产线成熟技术,其二维特色工艺已构建包含20余项工艺发明专利。这使“无极”可快速接入现有产业链,未来有望应用于无人机、智能传感器及航天设备等领域。

 

随着硅基芯片工艺逼近2纳米极限,二维半导体被视为延续摩尔定律的关键。“无极”的成功验证了二维材料在逻辑电路中的可行性,为1纳米及以下节点提供新范式。其原子级厚度特性省去极紫外光刻(EUV)的复杂工艺,制造成本降低约60%,为我国在半导体领域实现“换道超车”提供技术储备。

 

周鹏教授表示,二维半导体不会取代硅基芯片,而是形成互补生态。团队正与企业合作,推动核心工艺的产业化应用。下一步将聚焦边缘计算、AI推理等场景,探索感存算一体化集成,为下一代智能设备提供低功耗解决方案。

 

(JSSIA整理)