芯片战场，一场静悄悄的“换道超车”正在上演。
但就在全球的半导体业都纷纷为1纳米的制程而“头破血流”地挣扎的时候，我们的中国科学家却直接将传统的“硅基”之路绕开，率先在二维的芯片的赛道上扔下了一枚“重磅炸弹”——二维的硅的先行者——二维的石墨烯的首个硅的基板的实现。
近日，复旦大学的团队终于在全球首先将基于二维的半导体材料的32位RISC-V微处理器“无极”打造了出来，其集成的晶体管高达5900个，且仅有0.7纳米的厚度，比一张纸的薄度都要小十万倍，完全打破了传统的二维材料的极限，开创了新一轮的二维材料的应用和发展的新局面。这项成果登上《自然》期刊，意味着中国在下一代芯片技术中抢占了先手。
二维芯片的厉害之处，在于它彻底跳出了硅基材料的物理极限。传统硅芯片就像是在雕刻花岗岩，刀工再细也会遇到原子级别的“顽抗”；而二维材料却像在豆腐上绣花，用二硫化钼等超薄材料铺就一条电子“高速公路”，让电子几乎无阻力穿梭。
借助“模块化集成”的巧妙思路，复旦大学的团队就将二维的存储电路和传统的硅基的电路都分开了制造，通过高密度的互连的技术就将其“拼”拼的把整个芯片都做了出来，其良率高达94%。这种思路让现有半导体产线不用大改就能兼容二维技术，直接绕开了新材料污染产线的风险。
更让对手紧张的是，中国二维芯片的产业化步伐快得惊人。随“无极”处理器的初步问世不到半年，就先后在上海、成都等地先后点亮了全国首条二维半导体的工程化示范工艺线及一条全新的三维半导体的工程化示范工艺线，极大地增强了我国的半导体领域的核心竞争力。
按照规划，这条生产线预计会在2026年年底达成相当于硅基90纳米制程的水平，到2029年的时候，就全力向量产发起冲刺啦。背后的原集微科技放话要当“二维芯片界的台积电”，甚至计划用全国产设备在5年内实现等效1纳米性能。
二维芯片的价值远不止于快。它的超薄特性能让手机折叠屏彻底告别折痕，极低功耗可使物联网设备续航翻十倍，甚至能在零下40度到200度的极端环境下稳定工作，无论是太空探测还是深海传感器都适用。
而这也正是中国的“1纳米后时代”核心技术的“先发之地”：早已将二维半导体列入了美国、欧盟、台积电等的“1纳米后时代”的核心技术的行列的我们，却在此次全球的“1纳米后时代”的关键技术的突破中，首先以自主的技术的优势，率先撞线。
芯片战争的规则正在改写。过去我们追着光刻机的工艺节点跑，如今二维材料直接重构了芯片的底层逻辑——厚度即制程，集成即性能。当ASML还在为硅基光刻机的精度绞尽脑汁时，中国已经开辟了一条用原子厚度定义芯片性能的新赛道。
不过，二维芯片的产业化仍有关卡要闯。不过从当前的现状来看，材料的自身的缺陷、工艺的稳定性、设计的生态链的缺失都将接下来需要我们一起去攻坚的又一批难点。
但复旦大学团队已经用AI驱动工艺优化，通过机器学习在海量参数中锁定最佳方案，把反相器良率刷到99.77%。这条路上，中国不再是被卡脖子者，而是定义规则的人。
热门跟贴