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【导语】随着摩尔定律逼近物理极限，二维半导体作为破局关键备受瞩目。6月13日，原集微科技宣布启动二维半导体工程化验证示范工艺线，计划于2026年实现硅基28纳米性能的二维半导体(tǐ)集成(chéng)芯(xīn)片，并预计在2029年全球量产首款基于二维材料的低功耗边缘算力芯片。二维半导体以其独特的原子级厚度和无悬挂键表面，展现出栅控能力强、功耗低等优势，有望重塑芯片产业格局。上海市科委对此高度重视，积极支持二维半导体技术研发与产业化，旨在打造专业的二维半导体产业聚集地，推动产业生态协同创新。

摩尔定律逼近物理极限，具有单个原子层厚度的二维半导体是目前国际公认的破局关键，业界探索如何将二维半导体材料应用于集成电路中。6月13日，原集微科技（上海）有限公司（以下简称：原集微）宣布启动二维半导体工程化验证示范工艺线。原集微计划2026年实现硅基28纳米性能的二维半导体集成芯片，并实现和硅基材料的异质集成，2029年全球量产首款基于二维材料的低功耗边缘算力芯片。

原集微由复旦大学微电子学院研究院研究员包文中2025年创办。集成电路进入3nm以下技术节点，传统芯片制造技术面临极大挑战。当传统三维半导体材料的厚度减薄到5nm及以下时，表面由于存在悬挂键，其造成的散射导致器件迁移率降低，阈值电压难以精确调控，从而导致电流控制能力降低、工艺复杂度提升。

而二维半导体由于其天然的原子级厚度和表面无悬挂键的独特属性，电子能在原子厚度的平面内无损输运，并能被优良调控，具有栅控能力强、功耗低、工艺简化等优势，有利于晶体管的尺寸微缩。“晶体管就像水管，评价一个晶体管的好坏，就要看水管开的时候水流非常大，关的时候一滴水都不能漏。”包文中表示，二维半导体表面光滑无缺陷，就像内壁光滑的水管，能够良好控制开和关。同时，二维半导体只有单个原子层厚度，厚度决定了未来先进制程的器件性能。

二维半导体微处理器“无极”。

包文中2006年开始从事二维材料的电子器件基础和应用研究，2015年在复旦大学搭建世界首条二维半导体专用试验线，推动二维半导体材料在工程实际应用的关键技术研究。今年4月，复旦大学集成芯片与系统全国重(zhòng)点(diǎn)实(shí)验(yàn)室(shì)周(zhōu)鹏(péng)、包(bāo)文中(zhōng)联(lián)合(hé)团(tuán)队(duì)成(chéng)功(gōng)研(yán)制(zhì)全球(qiú)首(shǒu)款(kuǎn)基(jī)于(yú)二(èr)维(wéi)半(bàn)导(dǎo)体(tǐ)材(cái)料(liào)的(de)32位(wèi)RISC-V架构微处理器“无极”，该成果突破二维半导体电子学工程化瓶颈，首次实现5900个晶体管的集成度，相关成果发表于《自然》期刊。

联合团队开发AI驱动的一贯式协同工艺优化技术，通过“原子级界面精准调控+全流程AI算法优化”实现精准控制。包文中曾表示，二维半导体研发工艺参数的复杂性远超传统硅基工艺。二维半导体作为一种最薄的半导体(tǐ)形(xíng)态(tài)，必(bì)须(xū)采用(yòng)更(gèng)温(wēn)和(hé)、精(jīng)细(xì)的(de)工(gōng)艺(yì)方(fāng)法(fǎ)进(jìn)行(xíng)“雕(diāo)刻(kè)”，“如(rú)果(guǒ)把(bǎ)制(zhì)造(zào)硅(guī)基(jī)芯(xīn)片(piàn)比(bǐ)作(zuò)在(zài)石(shí)头(tóu)上(shàng)雕(diāo)刻(kè)，那(nà)么(me)二(èr)维(wéi)芯(xīn)片(piàn)就(jiù)是(shì)在(zài)一(yī)块(kuài)豆(dòu)腐(fǔ)上(shàng)雕(diāo)花(huā)。”

目(mù)前(qián)，原(yuán)集微(wēi)计(jì)划(huà)利(lì)用(yòng)工(gōng)程(chéng)化(huà)验(yàn)证(zhèng)示(shì)范(fàn)工(gōng)艺(yì)线(xiàn)，围(wéi)绕(rào)二(èr)维(wéi)半(bàn)导(dǎo)体(tǐ)材(cái)料(liào)，重(zhòng)点(diǎn)突(tū)破(pò)大(dà)面(miàn)积(jī)高(gāo)质(zhì)量(liàng)二(èr)维(wéi)单(dān)晶(jīng)晶(jīng)圆(yuán)的(de)材(cái)料(liào)和(hé)工(gōng)艺(yì)协(xié)同(tóng)优(yōu)化(huà)，攻(gōng)克(kè)二(èr)维(wéi)半(bàn)导(dǎo)体(tǐ)材(cái)料(liào)和(hé)硅(guī)基(jī)工(gōng)艺(yì)的(de)兼(jiān)容(róng)性(xìng)问(wèn)题(tí)，开(kāi)发(fā)二(èr)维(wéi)集成(chéng)电(diàn)路关键核(hé)心(xīn)工(gōng)艺(yì)。“这么多年，我们都在研究器件工艺，而工艺研究在学术界的性价比较低，因为发不了太好的论文。但我们一直在啃硬骨头，啃完以后把这些单步工艺全部联立起来，只有集成工艺优化好了，良率提升了，才能做出真正的芯片。”包文中表示(shì)。

上(shàng)海(hǎi)市(shì)科(kē)委(wěi)有(yǒu)关部(bù)门(mén)负责人表示，在全球半导体产业经历重大变革之际，二维半导体作为后摩尔时代的关键材(cái)料(liào)，承(chéng)载(zài)着(zhe)突(tū)破(pò)芯(xīn)片(piàn)性(xìng)能(néng)瓶(píng)颈(jǐng)、重(zhòng)塑产业竞争格局的重要使命。为培育二维半导体未来产业，市科委高度重视二维半导体前沿技术的前瞻性布局，近年来持续支持材料制备、器件工艺、集成技术等关键核心技术攻关，推动产学研深度融合。同时将积极搭建公共服务平台，为企业提供技术研发、中试验证、检验认证等一站式服务。建设重点产业园区，通过产业基金引导、税收优惠、土地保障等政策，吸引产业链上下游企业集聚发展，打造专业化的二维半导体产业聚集地，形成协同创新的产业生态。