芯片行業(yè)這些年壓力越來越大，硅基材料尺寸越做越小，物理極限問題擺在面前，摩爾定律的腳步明顯慢下來。中國科研團隊卻在材料層面打開新口子，直接拿出全球首款基于二維半導體材料的32位微處理器。

復旦大學集成芯片與系統(tǒng)全國重點實驗室的團隊研制出無極微處理器。它采用二維半導體材料二硫化鉬，集成5900個晶體管，把國際上二維邏輯芯片的最大集成規(guī)模從之前的115個直接提升了五十多倍。芯片使用RISC-V開源架構，能運行32位指令，實現數據加減運算和程序編寫，證明二維材料可以支撐完整計算系統(tǒng)。

這項成果發(fā)表在自然雜志上，突破了二維半導體電子學的工程化瓶頸。從材料生長到電路集成，全過程自主完成。

團隊在12英寸晶圓上實現二維材料的均勻單層生長，結合人工智能輔助優(yōu)化工藝，解決了原子級界面接觸電阻等難題。整個集成工藝里，七成左右工序能直接沿用現有硅基產線的成熟技術，其余核心步驟則用自主設計的專用設備完成。

無極芯片雖然采用微米級工藝，但功耗達到納米級水平，在抑制漏電和電場控制上表現出色。它不依賴先進極紫外光刻機，卻驗證了二維材料在低功耗場景的優(yōu)勢。

這為手機、電腦和智能設備未來升級提供了新選項，讓算力在更小體積下保持高效運行。2025年10月，同一團隊又推出全球首顆二維-硅基混合架構閃存芯片，取名長纓。

它把400皮秒編程速度的二維閃存原型器件和成熟硅基CMOS工藝深度融合，芯片良率達到94.3%。這款芯片支持8位指令操作和32位高速并行尋址，讀寫速度和能耗表現遠超傳統(tǒng)閃存。

混合架構的設計思路很務實，先把二維存儲電路和硅基控制電路分開制造，再通過微米尺度通孔實現互連。這樣既借用了硅基的穩(wěn)定性和低成本，又發(fā)揮了二維材料的高速非易失存儲優(yōu)勢。

長纓芯片有效緩解了處理器和存儲之間的數據傳輸瓶頸，為人工智能和大模型應用提供了底層支撐。它還入選2025年度中國科學十大進展，說明成果得到了廣泛認可。

這種混合方案沒有全盤否定現有技術，而是讓新舊材料平滑過渡。二維閃存的超快編程速度觸及電荷存儲物理極限，能讓芯片在處理大數據時減少功耗浪費，同時保持數據長期保存能力。這為存算一體架構的實際落地鋪平道路。

2026年1月，國內首條二維半導體工程化示范工藝線在上海浦東川沙新鎮(zhèn)正式點亮。這條線由復旦大學孵化企業(yè)原集微科技建設，占地約1000平方米。計劃2026年6月實現通線運行，先達到等效90納米制程，用于Mb級存儲器和百萬門級邏輯電路的生產驗證。

工藝線的兼容性設計是亮點，大部分工序能直接對接現有硅基產線，只需增加幾個關鍵二維工位就能啟動生產。這條線的點亮，標志著實驗室技術開始向中試和規(guī)?；圃爝^渡，為二維半導體全鏈條自主發(fā)展提供了硬件基礎。

從無極邏輯芯片到長纓存儲芯片，再到示范線落地，這一系列進展讓中國在后摩爾時代掌握了更多主動權。普通消費者將來用手機跑大模型、處理復雜任務時，這些技術會讓設備更省電、更流暢。