在硅基芯片逼近物理极限的行业背景下，全球半导体领域亟需探索新型技术路径。2025年4月，复旦大学周鹏、包文中联合研究团队在《自然》期刊发表重大成果，成功研制出全球首颗二维半导体微处理器“无极”。该成果首次将原子级厚度的二维材料从实验室样品转化为具备实际功能的系统级芯片，为半导体技术突破物理瓶颈、实现可持续发展提供了全新方向。
“无极”芯片以单原子层厚度的二硫化钼为核心二维材料，相较于传统硅基芯片，其制造难度呈指数级提升——传统硅基芯片制造类似“石材雕刻”，容错空间较大，而二维材料加工需达到“豆腐微雕”级别的精度控制。此前奥地利团队仅能实现115个晶体管集成，且未形成实用功能；“无极”芯片则成功集成5900个晶体管，构建17级逻辑路径，具备42亿以内整数加减运算处理能力及GB级存储支持，首次实现二维材料的系统级应用突破。
研发团队创新“原子级界面精准调控”方案，采用氮化硼作为二维材料保护层，有效抑制漏电问题，为芯片性能稳定奠定基础。
引入AI算法对实验数据进行海量分析，快速筛选最优工艺参数，将研发效率提升数十倍，最终使芯片核心组件反相器的良率达到99.77%，满足实用化稳定性标准。
依托二维材料的量子特性，“无极”芯片可在极低电压下高效运行，理论功耗较传统硅基芯片降低多个量级，有望解决智能穿戴设备、无人机等终端产品的续航痛点。
原子级厚度的结构特性支持芯片垂直堆叠，未来同等尺寸芯片的算力密度可提升数十倍，且易实现“存算一体”架构，为移动端AI推理效率提升提供可能！二维芯片制造无需依赖EUV光刻机，70%工序可兼容现有硅基芯片产线，降低对高端设备的进口依赖。采用开源RISC-V架构，摆脱传统专利体系束缚，为我国半导体产业开辟“自主可控”的技术赛道，助力突破产业瓶颈。
当前，台积电、三星等国际头部企业已将二维半导体列为1纳米制程的核心研发方向，复旦大学“无极”芯片的研制成功，使我国在二维半导体领域率先实现从“技术探索”到“产品落地”的跨越，抢占全球半导体前沿技术竞争的先发优势。
“无极”芯片的命名既体现“从无到有”的突破意义，也预示二维半导体技术“无性能极限”的发展潜力。未来，该技术有望支撑柔性折叠终端、实时遥感数据处理、长效体内医疗设备等创新应用落地，推动全球半导体产业进入“薄化革命”新阶段，其技术辐射效应将为我国半导体产业高质量发展注入长期动力。#科技# http://t.cn/AXzfuVcn