【導讀】近日，復旦大學微電子學院聯合紹芯實驗室取得重大突破，成功研發出全球首款基于二維半導體材料的32位RISC-V架構微處理器“無極”，并完成流片驗證。該研究成果已發表于國際頂級學術期刊《自然》，標志著我國在新型半導體技術領域實現從“跟跑”到“領跑”的關鍵跨越，也為全球半導體產業突破技術瓶頸提供了全新路徑。
在芯片制造領域，“摩爾定律”長期被視為技術發展的“天花板”。該定律由英特爾創始人戈登?摩爾于1965年提出，認為芯片上可容納的晶體管數量約每兩年翻一倍，性能也隨之提升。然而，隨著制程工藝逼近1納米的物理極限，全球芯片研發陷入停滯。目前，最先進的量產芯片制程為3納米，而1納米制程的攻關已成為全球實驗室共同面臨的難題。
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在此背景下，復旦大學團隊基于二維材料二硫化鉬（MoS?）研發的“無極”芯片，以5900個晶體管的集成規模，打破了二維半導體材料難以規模化應用的困局。相比2017年奧地利維也納工業大學團隊創下的115個晶體管紀錄，“無極”芯片的集成度提升了50倍，被國際學界評價為“突破摩爾定律的重要里程碑”。
二維材料二硫化鉬的厚度僅為0.65納米，相當于頭發絲直徑的十萬分之一。在如此極薄的材質上制造電路，被研究人員形容為“在豆腐上雕花”——任何細微的能量偏差都可能導致材料損傷。
為解決這一難題，團隊創新開發了“柔性等離子刻蝕技術”，將工藝能量精準控制在5電子伏特（eV）以下，接近日常日光燈的能量水平，從而實現了對原子級材料的無損加工。此外，面對上百道工序參數的組合優化難題，團隊引入人工智能技術，通過機器學習算法分析十萬組歷史數據，在72小時內鎖定最優工藝配方，將核心元件反相器的良率提升至全球最高水平。
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據研究團隊介紹，“無極”芯片不僅實現了工藝突破，其性能也可媲美英特爾最新一代產品。更值得關注的是，該芯片具備多重優勢：
超薄特性：厚度不足1納米，為未來芯片的進一步微型化開辟了道路；
環境適應性：可在極端環境下穩定運行，適用于航天探測器、深海傳感器等特種領域；
超低功耗：顯著提升邊緣計算設備的能效比，實現算力提升而續航不減。
這些特性使得“無極”芯片在物聯網、人工智能、無人機、自動駕駛等前沿科技領域具有廣闊的應用前景。
目前，“無極”芯片已進入認證階段，其產業化路徑也日益清晰。團隊采用“70%工序沿用成熟硅基生產線+30%核心工藝改造”的混搭策略，構建了20余項核心工藝專利體系。同時，與中芯國際合作建設的8英寸試驗線計劃于近幾年投產，為大規模量產奠定基礎。
這一突破不僅意味著技術上的領先，更代表著中國在高端芯片領域自主創新能力的全面提升。正如一位網友所言：“從前多種核心技術依賴進口，如今越來越多高端領域的選擇權終于握在自己手中。”
結語：從“跟跑”到“領跑”的中國芯片之路
