芯片行业这些年压力越来越大，硅基材料尺寸越做越小，物理极限问题摆在面前，摩尔定律的脚步明显慢下来。中国科研团队却在材料层面打开新口子，直接拿出全球首款基于二维半导体材料的32位微处理器。
复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室的团队研制出无极微处理器。它采用二维半导体材料二硫化钼，集成5900个晶体管，把国际上二维逻辑芯片的最大集成规模从之前的115个直接提升了五十多倍。芯片使用RISC-V开源架构，能运行32位指令，实现数据加减运算和程序编写，证明二维材料可以支撑完整计算系统。
这项成果发表在自然杂志上，突破了二维半导体电子学的工程化瓶颈。从材料生长到电路集成，全过程自主完成。
团队在12英寸晶圆上实现二维材料的均匀单层生长，结合人工智能辅助优化工艺，解决了原子级界面接触电阻等难题。整个集成工艺里，七成左右工序能直接沿用现有硅基产线的成熟技术，其余核心步骤则用自主设计的专用设备完成。
无极芯片虽然采用微米级工艺，但功耗达到纳米级水平，在抑制漏电和电场控制上表现出色。它不依赖先进极紫外光刻机，却验证了二维材料在低功耗场景的优势。
这为手机、电脑和智能设备未来升级提供了新选项，让算力在更小体积下保持高效运行。2025年10月，同一团队又推出全球首颗二维-硅基混合架构闪存芯片，取名长缨。
它把400皮秒编程速度的二维闪存原型器件和成熟硅基CMOS工艺深度融合，芯片良率达到94.3%。这款芯片支持8位指令操作和32位高速并行寻址，读写速度和能耗表现远超传统闪存。
混合架构的设计思路很务实，先把二维存储电路和硅基控制电路分开制造，再通过微米尺度通孔实现互连。这样既借用了硅基的稳定性和低成本，又发挥了二维材料的高速非易失存储优势。
长缨芯片有效缓解了处理器和存储之间的数据传输瓶颈，为人工智能和大模型应用提供了底层支撑。它还入选2025年度中国科学十大进展，说明成果得到了广泛认可。
这种混合方案没有全盘否定现有技术，而是让新旧材料平滑过渡。二维闪存的超快编程速度触及电荷存储物理极限，能让芯片在处理大数据时减少功耗浪费，同时保持数据长期保存能力。这为存算一体架构的实际落地铺平道路。
2026年1月，国内首条二维半导体工程化示范工艺线在上海浦东川沙新镇正式点亮。这条线由复旦大学孵化企业原集微科技建设，占地约1000平方米。计划2026年6月实现通线运行，先达到等效90纳米制程，用于Mb级存储器和百万门级逻辑电路的生产验证。
工艺线的兼容性设计是亮点，大部分工序能直接对接现有硅基产线，只需增加几个关键二维工位就能启动生产。这条线的点亮，标志着实验室技术开始向中试和规模化制造过渡，为二维半导体全链条自主发展提供了硬件基础。
从无极逻辑芯片到长缨存储芯片，再到示范线落地，这一系列进展让中国在后摩尔时代掌握了更多主动权。普通消费者将来用手机跑大模型、处理复杂任务时，这些技术会让设备更省电、更流畅。
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