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二维半导体材料
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这类芯片,中国实现里程碑式突破
半导体行业观察· 2025-04-21 00:58
二维半导体技术突破 - 中国科学家成功研制出基于二硫化钼的微芯片RV32-WUJI,包含5931个晶体管,每个仅三个原子厚,是目前二维材料领域最复杂的微处理器 [2] - 该芯片采用RISC-V开源架构,支持32位指令集运算,并构建在绝缘蓝宝石基板上以实现晶体管电子隔离 [2] - 相比此前最大的二维逻辑电路(156个晶体管),新芯片规模扩大38倍 [2] 材料与工艺创新 - 二硫化钼由钼原子层夹在硫原子层间构成,被视为延续摩尔定律的潜在硅替代材料 [2] - 团队开发了包含25种逻辑单元的标准单元库,支持"与/或"等基础功能 [2] - 通过机器学习优化制造流程,在实验室环境下实现99.77%的良率 [2] 性能参数与行业对比 - 晶体管沟道长度当前为3微米,计划通过改进光刻技术进一步缩小尺寸 [3] - 芯片在1kHz频率下功耗仅0.43毫瓦,但晶体管数量和工作频率仍比硅芯片低数百万倍 [3] - 研究人员强调该成果基于大学实验室设备,若获产业界投入有望加速性能追赶 [3] 应用前景 - 重点布局物联网边缘计算芯片和智能传感芯片领域,以快速体现二维半导体竞争力 [2] - 该技术标志着二维材料从实验室研究向工程应用的转变,为后硅时代提供可行替代方案 [2]
这类芯片,中国实现里程碑式突破
半导体行业观察· 2025-04-21 00:58
二维半导体技术突破 - 中国科学家成功研制出基于二硫化钼的微芯片RV32-WUJI 该芯片包含5931个晶体管 每个晶体管仅三个原子厚 是目前二维材料领域最复杂的微处理器 [1] - 相比此前最大的二维逻辑电路(156个晶体管) 新芯片规模提升38倍 标志着二维半导体从实验室研究向工程应用的转变 [1] - 采用CMOS技术制造 晶体管沟道区域长度为3微米 计划通过改进光刻工具进一步缩小尺寸以提高集成密度 [2] 技术架构与制造工艺 - 芯片搭载RISC-V开源指令集架构 可执行32位标准指令 构建于绝缘蓝宝石基板实现晶体管电子隔离 [2] - 开发了包含25种逻辑单元的标准单元库 支持"与"、"或"等基础功能运算 [2] - 利用机器学习优化制造流程 在实验室级别设备下实现99.77%的良率 [2] 性能参数与应用前景 - 工作频率1千赫兹时功耗仅0.43毫瓦 虽性能远低于硅基芯片(晶体管数量差百万倍 频率差百万倍) 但展示出低功耗优势 [3] - 目标应用场景包括物联网边缘计算芯片和智能传感芯片 这些领域可快速体现二维半导体竞争力并为高密度芯片发展提供反馈 [2] - 研究团队强调 若获得产业资源投入 二维半导体性能赶超硅基技术的速度可能超预期 [3] 材料科学意义 - 二硫化钼(钼硫双层结构)被寄望延续摩尔定律 解决硅材料物理极限后的替代方案问题 [1] - 当前限制因素并非器件性能 而是缺乏可扩展、可重复且兼容工业流程的集成技术体系 [1]