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【导语】随着摩尔定律逼近物理极限，二维(wéi)半(bàn)导(dǎo)体(tǐ)作(zuò)为(wèi)破(pò)局(jú)关键备(bèi)受(shòu)瞩(zhǔ)目(mù)。6月(yuè)13日(rì)，原(yuán)集微(wēi)科(kē)技(jì)宣(xuān)布(bù)启(qǐ)动(dòng)二(èr)维(wéi)半(bàn)导(dǎo)体(tǐ)工(gōng)程(chéng)化(huà)验(yàn)证(zhèng)示(shì)范(fàn)工(gōng)艺(yì)线(xiàn)，计(jì)划(huà)于(yú)2026年(nián)实(shí)现(xiàn)硅(guī)基(jī)28纳(nà)米(mǐ)性(xìng)能(néng)的(de)二(èr)维(wéi)半(bàn)导(dǎo)体(tǐ)集成(chéng)芯(xīn)片(piàn)，并(bìng)预(yù)计(jì)在(zài)2029年(nián)全球(qiú)量(liàng)产(chǎn)首(shǒu)款(kuǎn)基(jī)于(yú)二(èr)维(wéi)材(cái)料(liào)的(de)低(dī)功(gōng)耗(hào)边(biān)缘(yuán)算(suàn)力(lì)芯(xīn)片(piàn)。二(èr)维(wéi)半(bàn)导(dǎo)体(tǐ)以(yǐ)其(qí)独(dú)特(tè)的(de)原(yuán)子(zi)级(jí)厚(hòu)度(dù)和(hé)无(wú)悬(xuán)挂(guà)键表(biǎo)面(miàn)，展(zhǎn)现(xiàn)出(chū)栅(zhà)控(kòng)能(néng)力(lì)强(qiáng)、功(gōng)耗(hào)低(dī)等(děng)优(yōu)势(shì)，有(yǒu)望(wàng)重(zhòng)塑(sù)芯(xīn)片(piàn)产(chǎn)业(yè)格(gé)局(jú)。上(shàng)海(hǎi)市(shì)科(kē)委(wěi)对(duì)此(cǐ)高(gāo)度重视，积极支持二维半导体技术研发与产业化，旨在打造专业的二维半导体产业聚集地，推动产业生态协同创新。

摩尔定律逼近物理极限，具有单个原子层厚度的二维半导体是目前国际公认的破局关键，业界探索如何将二维半导体材料应用于集成电路中。6月13日，原集微科技（上海）有限公司（以下简称：原集微）宣布启动二维半导体工程化验证示范工艺线。原集微计划2026年实现硅基28纳米性能的二维半导体集成芯片，并实现和硅基材料的异质集成，2029年全球量产首款基于二维材料的低功耗边缘算力芯片。

原集微由复旦大学微电子学院研究院研究员包文中2025年创办。集成电路进入3nm以下技术节点，传统芯片制造技术面临极大挑战。当传统三维半导体材料的厚度减薄到5nm及以下时，表面由于存在悬挂键，其造成的散射导致器件迁移率降低，阈值电压难以精确调控，从而导致电流控制能力降低、工艺复杂度提升。

而二维半导体由于其天然的原子级厚度和表面无悬挂键的独特属性，电子能在原子厚度的平面内无损输运，并能被优良调控，具有栅控能力强、功耗低、工艺简化等优势，有利于晶体管的尺寸微缩。“晶体管就像水管，评价一个晶体管的好坏，就要看水管开的时候水流非常大，关的时候一滴(dī)水(shuǐ)都(dōu)不(bù)能(néng)漏(lòu)。”包(bāo)文中(zhōng)表(biǎo)示(shì)，二(èr)维(wéi)半(bàn)导(dǎo)体(tǐ)表(biǎo)面(miàn)光(guāng)滑(huá)无(wú)缺(quē)陷(xiàn)，就(jiù)像(xiàng)内(nèi)壁(bì)光(guāng)滑(huá)的(de)水(shuǐ)管(guǎn)，能(néng)够(gòu)良(liáng)好(hǎo)控(kòng)制(zhì)开(kāi)和(hé)关。同(tóng)时(shí)，二(èr)维(wéi)半(bàn)导(dǎo)体(tǐ)只(zhǐ)有(yǒu)单(dān)个(gè)原(yuán)子(zi)层(céng)厚(hòu)度(dù)，厚度决定了未来先进制程的器件性能。

二维半导体微处理器“无极”。

包文中2006年开始从事二维材料的电子器件基础和应用研究，2015年在复旦大学搭建世界首条二维半导体专用试验线，推动二维半导体材料在工程实际应用的关键技术研究。今年4月，复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室周鹏、包文中联合团队成功研制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”，该成果突破二维半导体电子学工程化瓶颈，首次实现5900个晶体管的集成度，相关成果发表于《自然》期刊。

联合团队开发AI驱动的一贯式协同工艺优化技术，通过“原子级界面精准调控+全流程AI算法优化”实现精准控制。包文中曾表示，二维半导体研发工艺参数的复杂性远超传统硅基工艺。二维半导体作为一种最薄的半导体形态，必须采用更温和、精细的工艺方法进行“雕刻”，“如果把制造硅基芯片比作在石头上雕刻，那么二维芯片就是在一块豆腐上雕花。”

目前，原集微计划利用工程化验证示范工艺线，围绕二维半导体材料，重点突破大面积高质量二维单晶晶圆的材料和工艺协同优化，攻克二维半导体材料和硅基工艺的兼容性问题，开发二维集成电路关键核心工艺。“这么多年，我们都在研究器件工艺，而工艺研究在学术界的性价比较低，因为发不了太好的论文。但我们一直在啃硬骨头，啃完以后把这些单步工艺全部联立起来，只有集成工艺优化好了，良率提升了，才能做出真正的芯片。”包文中表示。

上海市科委有关部门负责人表示，在全球(qiú)半(bàn)导(dǎo)体(tǐ)产(chǎn)业(yè)经(jīng)历(lì)重(zhòng)大(dà)变(biàn)革(gé)之(zhī)际(jì)，二(èr)维(wéi)半(bàn)导(dǎo)体(tǐ)作为后摩尔时代的关键材料，承载着突破芯片性能瓶颈、重塑产业竞争格局的重要使命。为培育二维半导体未来产业，市科委高度重视二维半导体前沿技术的前瞻性布局，近年来持续支持材料制备、器件工艺、集成技术等关键核心技术攻关，推动产学研深度融合。同时将积极搭建公共服务平台，为企业提供技术研发、中试验证、检验认证等一站式服务。建设重点产业园区，通过产业基金引导、税收优惠、土地保障等政策，吸引产业链上下游企业集聚发展，打造专业化的二维半导体产业聚集地，形成协同创新的产业生态。