引言:乍一看,这似乎是一个“吹牛”的目标。但当我们深入研究后,就会发现:这是我国在半导体领域实现弯道超车的机遇。

2026年刚开年,上海浦东川沙便传来半导体行业的重磅消息:全球首条二维半导体工程化示范工艺线正式点亮,预计6月全面通线,年内就能实现等效90纳米制程。

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单看“90纳米”这个数字,多数人都会心生疑惑:这有什么值得关注的呢,不先进嘛。

要知道,台积电、三星早已迈入3纳米芯片量产阶段,华为去年发布的麒麟9030芯片,也在等效5纳米工艺上取得了突破性进展。对比之下,90纳米俨然像是被淘汰的老旧技术。

可我国本土企业原集微,紧接着放出了更具冲击力的规划:今年生产等效90纳米的芯片,明年(2027年)要突破等效28纳米制程,2028年直接跃迁至等效5纳米乃至3纳米。

天啊!传统硅基芯片从90纳米(约2004年)迭代到3纳米(约2022年、2023年),跨越了近二十年的时间。

我国的这家企业,凭什么敢放出两年时间,完成跨越的豪言呢——看似不切实际的目标,究竟是盲目激进,还是藏着实打实的技术底气?今天就逐层拆解,看清这一规划背后的产业逻辑与技术支撑。

一、先搞清楚:什么是“等效”90纳米?

在深入解读之前,必须先厘清一个核心概念——等效制程,这是读懂整个规划的关键。

传统硅基芯片标注的“3纳米”,最初指代晶体管栅极的物理长度,但随着半导体工艺迭代,这个数字早已脱离字面含义。

台积电量产3纳米芯片按照行业技术标准“接触栅间距(CPP)”换算,实际等效制程约为22纳米,所谓3纳米,更多是行业内标识技术世代、区分性能等级的商业代号,而非精准的物理尺寸。

而二维半导体提出的“等效90纳米”,核心含义完全不同。根据复旦大学周鹏研究员的原话:“二维半导体微米级工艺,已实现硅基纳米级芯片的功耗表现”。

也就是说,二维芯片可以用比硅基大得多的线宽(比如微米级设备),产出与硅基90纳米芯片功耗相当的产品,即:线宽不再是衡量性能的唯一标准,材料本身的优越性可以打破这种线性关系——这就是“等效”二字的真正含义。

能实现这一效果,根源于二维半导体的材料特性——这类材料仅有一层或几层原子厚度,电子在材料内部传输时,几乎不会受到杂质与结构阻碍,天然具备低功耗、高传输效率的优势。

同样的线宽下,二维芯片的功耗远低于硅基芯片;同样的功耗目标,二维芯片可以用更大的线宽来实现。

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二、90纳米只是“起步台阶”,绝非技术天花板

看到90纳米,就判定技术落后,是大众最容易陷入的认知误区。2026年优先落地90纳米制程,绝非技术能力不足,而是二维半导体从实验室走向产业化的必经之路。

就像修建一条全新高速公路,先要完成路基铺设、路面平整、配套设施调试,经过小规模通车测试确认全流程稳定后,才能逐步提升通行速度。

这条示范工艺线的核心使命,是完成二维半导体产业化从0到1的突破:打通全流程生产工艺、稳步拉升产品良率、攻克二维材料规模化制备的纯度难题,为后续迭代打下基础。

一旦夯实90纳米的产业化基础,后续制程迭代将不再依赖传统线宽微缩逻辑——二维材料本身的导电优势,可以让较低线宽的工艺产出更高性能的产品,实现快速跃升。

三、二维半导体凭什么能实现“跳级”迭代?

这是整个话题最核心的问题,也是二维半导体与传统硅基芯片的本质区别。传统硅基芯片从7纳米向3纳米突破,核心思路是不断缩小光刻线宽,依靠EUV光刻机、多重曝光等天价高端设备,在硅片上做极致精细的结构雕刻。

每一次制程升级,都需要投入海量资金、耗费数年时间打磨工艺,是重资产、慢节奏的极限攻坚。但二维半导体,走的是完全不同的技术路径:硅基芯片是“雕刻”,二维芯片是“生长”。

以二硫化钼为代表的二维半导体材料,本身就是原子级厚度的单晶薄膜。传统芯片需要费尽心思把线宽越刻越细,二维芯片则在材料层面天然具备低功耗优势——用更大的线宽就能实现硅基更小线宽才能达到的功耗表现。

因此,当二维半导体产线从90纳米向更高级别推进时,其难度远低于硅基同等级别的跨越。这并非理论空想。

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2025年底,南京大学王欣然团队成功研制出1纳米节点二硫化钼晶体管,关键指标完全达到1纳米节点技术要求。

同月,英特尔也在国际顶级电子器件会议上,发布了二维晶体管领域的最新研发成果。全球半导体行业早已形成共识:二维半导体是后摩尔时代的核心发展方向。

四、兼容硅基产线,是最关键的“隐形王牌”

网友们或许还有一个普遍疑问:即便技术可行,产业化落地难道不需要重建产线、采购全新设备吗?巨额投入与时间成本该如何解决?

答案颠覆常规认知:二维半导体约70%的生产设备,与现有硅基产线完全通用。

光刻、刻蚀、薄膜沉积等半导体核心工艺设备,无需重新研发采购,可直接沿用国内已成熟的硅基产线,仅需对部分材料生长环节做针对性改造。

这也是原集微敢制定激进制程路线图的核心底气——不用推倒重来,依托国内已完善的半导体产业链,就能进行轻量化升级改造。

包文中研究员对此直言:“二维芯片的制造工艺与硅基高度兼容,可以站在硅半导体的肩膀上实现跨越式发展。”

这不禁让人联想到国内新能源汽车对燃油车的弯道超车:面对燃油车发动机、变速箱根深蒂固的技术壁垒,我们绕开传统赛道,主攻电池、电机、电控新路线,依托成熟产业链基础,短短十年便实现全球领跑。二维半导体的发展逻辑,与之不谋而合。

五、看似“激进”,实则是多年厚积薄发

拆解完技术与产业逻辑就会发现,这一超快制程路线图,从来不是拍脑袋的盲目规划,而是环环相扣的成熟布局:

材料层面,二维半导体原子级厚度和低功耗特性,天然具备用较大线宽实现高性能的潜力;

技术层面,复旦“无极”芯片、南大6英寸二维单晶、1纳米晶体管等实验室成果,已验证了可行路径;

产业层面,兼容现有硅基产线,无需从零搭建产业链,大幅缩短产业化周期;

资源层面,原集微完成近亿元融资,叠加上海浦东政府的政策与场地扶持,产学研资源全面到位。

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这不是投机式的激进,而是国内二维半导体领域多年深耕研发积累后的集中爆发。复旦大学校长金力在工艺线点亮仪式上明确指出:高校是科技创新的源头活水,这条工艺线的落地,正是基础研究—应用研究—产业转化全链条创新能力的集中体现。

六、回应部分网友的质疑:这是“骗经费”吗?

在南生此前介绍二维半导体相关资料时,有网友在文章下方留言提出了一个很直接的问题:说了这么多,是不是在“骗经费”?

呵呵,这个质疑完全可以理解。毕竟国内科研领域过去确实存在一些只写论文、不落地的“纸上项目”,老百姓对“烧钱”的敏感度也越来越高。但二维半导体这个案例,恰恰与“骗经费”三个字背道而驰。

为什么这么说?因为这项技术的背后,是一连串实打实的、发表在国际顶级期刊上的科研成果,而不是空洞的PPT。

我们直接看证据:

《科学》(Science)正刊:2026年1月30日,南京大学王欣然团队在《科学》杂志上发表论文,报道了他们开发的“氧辅助MOCVD技术”。这项技术解决了二维半导体产业化中长期存在的生长速度慢、杂质浓度高等“卡脖子”难题,首次在全球制备出6英寸二硫化钼单晶晶圆,将材料生长速率提升了2到3个数量级。

《自然》(Nature)正刊:2022年,王欣然团队就在《自然》上发表了双层二硫化钼制备技术的成果,实现了晶圆级层数精确控制。2025年,宾夕法尼亚州立大学团队也在《自然》上发表了基于二维材料的CMOS单指令集计算机成果,集成了超过2000个晶体管。

《自然》子刊:2025年7月,王欣然团队又在《自然-材料》(Nature Materials)上发表论文,突破了晶圆级二维半导体堆垛调控技术,实现了菱方相(3R相)二硫化钼的同质外延生长,为新型存储器件的研发打开了新方向。

换句话说,这条示范工艺线所依托的底层技术,早已在国际最顶尖的学术平台上经过了同行评审的严苛检验。它不是某个企业突然冒出来的“概念”,而是中国科学家在二维半导体领域近十年深耕的成果集成。

原集微创始人包文中说得更直白:当前全球硅基先进制程已被西方领先,但他们可能在5年后才会把重心转移到二维半导体。而我们凭借基础研究上的优势,完全可以提前布局,实现“换道加速”。这正是把实验室里发表在《自然》《科学》上的成果,加速转化为产业竞争力的逻辑。

如果这算“骗经费”,那全球顶尖高校和科研机构每年发表的数十万篇顶刊论文,怕是要重新定义这个词了。

所以,对这个问题的回答很明确:这不是“骗经费”,而是中国在下一代半导体赛道上,用真金白银的前期基础研究投入,换取“换道超车”机会的战略布局。 至于这条路线最终能否走通,我们可以用时间来检验——但至少目前,全世界都在盯着这条在上海点亮的生产线。

尾声:这一次,我们不是追赶,而是创造

在半导体领域,我们经历了太长时间的技术卡脖子。光刻机、高端材料、核心设备,每一个关键环节都曾被牢牢限制,想要追赶传统硅基赛道,既要面对极高的技术壁垒,也要承受巨大的时间成本。

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但二维半导体,打开了全新的破局窗口,而且是一条全球顶尖玩家同步起步的新赛道,台积电、英特尔、欧洲IMEC等巨头纷纷重兵布局,而我们并非被动跟随者,早已在部分细分领域实现领先:复旦“无极”芯片集成5900个晶体管,直接打破奥地利团队保持8年的115个晶体管纪录

更重要的,当全球各国仍在跑实验室的时候,我国已率先建立示范工厂。当然,我们也必须理性看待行业现实:从90纳米示范线到3纳米真正落地,仍需跨越良率爬坡、长期稳定性验证、产业生态完善等诸多难关。

但不可否认的是,在半导体产业的未来新赛道上,我们第一次拥有了和国际巨头同台竞技的机会,且领先。