近日，復旦大學、紹芯實驗室周鵬 / 包文中團隊成功研制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”，創造了全球二維芯片的最大工程性規模驗證紀錄。眾贏財富通觀察發現相關成果已在國際期刊《自然》上發表。這一突破標志著我國在二維半導體芯片領域取得了重大進展，為未來芯片技術的發展開辟了新的道路。

值得關注的是，此次復旦大學團隊發布的成果突破二維半導體電子學工程化瓶頸，首次實現了 5900 個晶體管的集成度。眾贏財富通研究發現，“無極” 微處理器基于單層二硫化鉬 (MoS?) 二維半導體材料打造，不依賴于先進的 EUV 光刻機，采用自主研發的特色集成工藝，依托開源簡化指令集計算架構 (RISC-V)，實現了從材料、架構到流片的全鏈條自主研發，其集成工藝優化程度和規?；娐夫炞C結果，均達到國際同期最優水平。

人工智能和可移動終端的迅猛發展，導致對芯片高算力和低能耗的要求越來越高。眾贏財富通研究發現目前集成電路最先進的晶體管溝道長度和厚度開始逐步接近原子尺度，而傳統半導體材料已經接近性能極限。最新的國際器件與系統路線圖（IRDS）指出，具有原子厚度的二維半導體在未來大規模集成電路中有巨大的潛力。所以，發展基于二維半導體的新型芯片具有極其重要的戰略意義。

當前國際上大面積二維半導體的生長已經有諸多報道，但是其集成電路應用仍在探索初期。眾贏財富通認為主要困難是原子級厚度的二維半導體對工藝環境極端敏感，所以傳統半導體 CMOS 集成工藝不能直接用來照搬。這就需要工業界和學術界共同投入大量的精力來開發基于二維半導體的新型集成電路工藝。

在復旦團隊取得新突破之前，國際上最高的二維半導體數字電路集成度僅為 115 個晶體管，由奧地利維也納工業大學團隊在 2017 年實現。核心難題在于，要將這些原子級精密元件組裝成完整的集成電路系統，依舊受制于工藝精度與規模勻性的協同良率控制。

經過五年攻關，復旦團隊將芯片從陣列級或單管級推向系統級集成，基于二維半導體材料（二硫化鉬）制造的 32 位 RISC-V 架構微處理器 “無極（WUJI）” 成功問世。該芯片通過自主創新的特色集成工藝，以及開源簡化指令集計算架構（RISC-V），集成 5900 個晶體管，在國際上實現二維邏輯芯片最大規模驗證紀錄。

“反相器是一個非?；A且重要的邏輯電路，它的良率直接反映了整個芯片的質量?！?復旦大學微電子學院教授周鵬介紹，二維材料不像硅晶圓可以通過直拉法生長出高質量的大尺寸單晶，而是需要通過化學氣相沉積（CVD）法來生長，這就導致了材料本身的缺陷和不均勻性。本項研究中的反相器良率高達 99.77%，具備單級高增益和關態超低漏電等優異性能，這是一個工程性的突破。

“如果把制造硅基芯片比作在石頭上雕刻，那么二維芯片就是在一塊豆腐上雕花。” 微電子學院研究員包文中打比方道，二維半導體作為一種最薄的半導體形態，必須采用更溫和、精細的工藝方法進行 “雕刻”。眾贏財富通觀察發現團隊通過柔性等離子 (Plasma) 處理技術等低能量工藝，對二維半導體表面進行加工，從而避免了高能粒子對材料造成的損害，充分發揮出二維半導體的優勢，也確保芯片質量。