南京大学团队研制出世界首颗二维半导体多位并行微处理器

5月26日，南京大学研究团队在国际权威学术期刊《自然·电子》上发表重磅成果——研究人员在厚度仅为0.6纳米的二硫化钼超薄材料上，成功研制出世界首颗二硫化钼多位并行微处理器“梦启-1000”。这一突破性进展，标志着我国二维芯片应用研究实现里程碑式跨越。

“梦启-1000”芯片由南京大学王欣然教授、邱浩副教授团队，联合苏州国家实验室、华为技术有限公司协同攻关研制。芯片采用二硫化钼“超薄材料”打造，厚度仅为0.6纳米，约为一根头发丝直径的十五万分之一，堪称在“原子级薄纸”上造芯，因此也被称为“二维芯片”。作为世界首颗二硫化钼多位并行微处理器，“梦启”芯片相较于以往二维芯片，在性能指标实现了质的飞跃。

南京大学电子科学与工程学院副教授邱浩说：“这个成果主要是两个大的突破，一是集成密度每平方毫米9336个晶体管，是非硅新材料领域集成密度最高的，第二我们首次在二维里面实现了并行处理器芯片，可以大大提高芯片的运行速度。”

当前，主流芯片以硅为核心原材料。历经60多年发展，硅基芯片已逼近物理极限，难以满足高性能芯片的发展需求，全球业界纷纷探寻下一代芯片的替代材料。在众多技术路线中，以二硫化钼为代表的二维半导体，凭借先进节点下高集成密度、低功耗、高性能的优势，成为最具潜力的技术方向。目前，国内外顶尖企业与科研机构均已布局相关研究，但超薄二维材料存在“加工难度大、易受损”的痛点，导致此前二维芯片始终停留在实验室探索阶段。此次南大团队不仅攻克性能瓶颈，还独创“跨层次协同优化”方法，打通晶圆生产线兼容的二维半导体芯片设计—工艺—制造全流程。

南京大学集成电路学院博士后、苏州国家实验室助理研究员范东旭说：“这个方法是我们与企业、与FAB晶圆厂产线在合作过程中一起总结出来的。运用这套优化方法论之后，良率大幅度提升的。我们希望接下来能够真正地把它应用起来，把它从实验室推向产线。”

“梦启”芯片的成功研制，源自南大团队在二维半导体材料领域的15年深耕积淀。这一成果将加速二维半导体技术的产业化进程，为我国在下一代集成电路全球竞争中构筑核心优势。

中国科学院院士、南京大学电子科学与工程学院教授施毅说：“这一方面的研究其实我们已经进行15年了，我们经过努力奋斗，一步一个脚印，很好地把基础研究成果跟现有的成熟制程结合起来了，形成一个适合于工业生产的完整产业链。在这个赛道上，我们中国已经走到了一个非常领先的位置，为未来的主动权提前布局。”

记者丨江苏广电总台荔枝新闻中心
           黄蒙 俞铭义
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