据媒体报道,复旦大学的研究团队以二硫化钼制造了全球首款2D材料芯片,并实现了32位RISC-V指令集工作,研究报告发表在4月2日的《自然》杂志上,这足以成为半导体划时代的里程碑。

目前的半导体芯片都是3D材料,通过光刻,刻蚀等工艺制造,但3D材料的摩尔定律已经接近极限,近年来全球都在研究2D材料突破摩尔极限。2D材料只有1个或几个原子厚度,而且可以不采用目前的光刻和刻蚀技术。此次复旦大学团队制造的芯片,就是由二硫化钼原子通过化学结合,制造完成了集成电路。

到目前为止,全球一些研究机构的团队也成功制造了几个原子厚的2D材料的晶体管,并实现了上百个晶体管(之前记录是115个晶体管)的集成。但要控制原子精度来实现更多晶体管集成,实现集成电路则具有异常的难度。

复旦大学团队制造的芯片,在蓝宝石基板上集成了5900个晶体管,构建了一整套25个逻辑门,利用其中具有功能的18个逻辑门构成了芯片计算电路。

由于原子精度的无法透过传统半导体的掺杂来调整参数,团队利用石墨烯,铝和金等材料进行布线,利用机器学习,获得最佳参数,提高良品率,最终的芯片良品率达到99.9%。

芯片的工艺有70%用到了传统的半导体工艺。而且团队已经开发了一套专门的技术系统,为未来的工业化铺平了道路。

不过,目前一次动作只能实现1个比特,而且时钟周期仅有千赫兹单位。但随着工艺的提升和实际应用,将快速和大幅度地提升。

团队表示这个芯片不不是替代目前的半导体芯片,而是应用在一些低能耗的传感器方面,但将来谁知道呢。