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復(fù)旦大學(xué)團(tuán)隊(duì)打造目前為止全球最大規(guī)模的二維半導(dǎo)體微處理器
2025年04月03日 17:05:55
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點(diǎn)擊量：4524
近日，復(fù)旦大學(xué)周鵬、包文中團(tuán)隊(duì)成功打造了是目前為止全球最大規(guī)模的二維半導(dǎo)體微處理器——“無極”，引起了學(xué)術(shù)界的激烈討論。
二維半導(dǎo)體指那些電子僅能在兩個(gè)維度(平面)自由運(yùn)動(dòng)的原子級(jí)晶體材料。這類材料具有獨(dú)特的原子級(jí)厚度和量子限域效應(yīng)，被認(rèn)為是材料科學(xué)領(lǐng)域的前沿突破，有望能顛覆傳統(tǒng)電子器件的設(shè)計(jì)范式。
與傳統(tǒng)材料相比，單原子層特性賦予了該類材料更靈敏的感受光、熱、力等外界刺激的能力，因此更適合用于傳感器和柔性電子的開發(fā)，目前常見的二維半導(dǎo)體材料體系包括以石墨烯為代表的碳基材料，以二硫化鉬為代表的過渡金屬硫化物，以硒化銦為代表的主族金屬硫化物，以及以范德華異質(zhì)結(jié)為代表的新興材料。
然而想要將二維半導(dǎo)體應(yīng)用到電子器件的設(shè)計(jì)生產(chǎn)中，卻同樣有著諸多難點(diǎn)。尤其是在微處理器生產(chǎn)上，由于與傳統(tǒng)硅基半導(dǎo)體相比，二維半導(dǎo)體材料更加脆弱，因此加工難度也顯著提升。也正因如此，生產(chǎn)高規(guī)格的二維半導(dǎo)體微處理器成為了一個(gè)頗受業(yè)界關(guān)注的課題。
近日，復(fù)旦大學(xué)周鵬、包文中團(tuán)隊(duì)成功打造了是目前為止全球最大規(guī)模的二維半導(dǎo)體微處理器——“無極”，引起了學(xué)術(shù)界的激烈討論。據(jù)悉，“無極”是目前首款基于二維半導(dǎo)體材料的32位RISC-V架構(gòu)微處理器，集成晶體管達(dá)5900個(gè)。而這塊處理器的背后更涉及到諸多突破性技術(shù)。
依據(jù)相關(guān)報(bào)道介紹，“無極”的工藝流程非常復(fù)雜，因此在優(yōu)化過程中借助了人工智能的幫助，通過“原子級(jí)界面精準(zhǔn)調(diào)控+全流程AI算法優(yōu)化”雙引擎，研發(fā)團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了從材料生長(zhǎng)到集成工藝的精準(zhǔn)控制，有效的提升晶體管良率。
更重要的一點(diǎn)是，“無極”的電路集成工藝中，有七成左右的工序可直接沿用現(xiàn)有硅基生產(chǎn)線成熟技術(shù)，而核心的二維特色工藝也已構(gòu)建包含20余項(xiàng)工藝發(fā)明專利，結(jié)合專用工藝設(shè)備的自主技術(shù)體系，為未來的產(chǎn)業(yè)化落地鋪平道路。
不過從目前的技術(shù)應(yīng)用來看，現(xiàn)階段二維半導(dǎo)體將會(huì)與傳統(tǒng)的硅基半導(dǎo)體處于互補(bǔ)關(guān)系，未來會(huì)有很長(zhǎng)一段時(shí)間將會(huì)在市場(chǎng)上共存。而隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，二維半導(dǎo)體微處理器逐漸影響整個(gè)市場(chǎng)的需求，并對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
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