发布日期:2025-04-14 16:13 点击次数:109
芯片一直以来都是卡住中国高科技产业的绳索,近些年美国更是无所不用其极,对中国芯片的封锁达到了歇斯底里的程度。国家高度重视,长期以来集全国之力发展芯片产业,如今开始在芯片产业的各个环节接连突破,离彻底打破封锁不远了。
近日,二维半导体芯片取得里程碑式突破!复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室周鹏、包文中联合团队成功研制全球首款基于二维半导体材料的32位RISC-V架构微处理器“无极(WUJI)”。使我国在新一代芯片材料研制中占据先发优势,为推动电子与计算技术进入新纪元提供有力支撑。

图源:
01
里程碑式突破
复旦团队突破的环节是新一代芯片材料的工程化应用。
打破摩尔定律物理极限的关键就在于仅有单个原子层厚度的二维半导体材料应用。只不过受制于工艺精度与良率,一直无法工程化规模生产。复旦团队历经5年时间,通过自主创新的特色集成工艺,集成5900个晶体管,在国际上实现二维逻辑芯片最大规模验证纪录。将芯片从阵列级或单管级推向系统级集成。
芯片产业不是所有环节都卡住脖子,目前主要卡在先进光刻机、部分材料以及先进制程上。复旦团队突破的恰恰是新一代芯片材料应用的工程环节,反相器良率高达99.77%。
二维半导体芯片制作涉及上百道工艺,工艺参数变量组合几乎是天文数字,这也是二维半导体研发的最大难点。面对这一挑战,团队引入了人工智能技术,通过“原子级界面精准调控+全流程AI算法优化”的双引擎,实现了工艺突破。
非常难得的是70%左右的工序可直接沿用现有硅基产线成熟技术,而核心的二维特色工艺也已构建包含20余项自主可控的工艺发明专利,为未来产业化落地铺平道路。

图源:复旦官网
复旦大学在芯片尤其是设计领域处于国内最顶尖的研究梯队,拥有集成芯片与系统全国重点实验室,长三角集成电路设计与制造协同创新中心,国家集成电路创新中心,国家集成电路产教融合创新平台、新一代集成电路技术集成攻关大平台等。集成电路科学与工程一级学科也是复旦大学率先发起设置的。
复旦大学在SOC设计、集成电路计算机辅助设计、半导体新工艺、新结构、新器件、微电子机械系统等领域的人才培养和科研创新方面取得了丰硕成果,奠定了在国内的前列地位。承办的国际固态和集成电路技术会议(IEEE ICSICT)、国际专用集成电路会议(IEEE ASICON),已成为在国内集成电路工艺器件和设计领域规模和影响力最大的会议。
02
阴影消散,突破不断
中国芯片的发展进程在本世纪初蒙上了一层厚厚的阴影。当时的汉芯承载着国人对于高端芯片突破的期望。2006年,微电子学院院长陈进一手操控的“汉芯”造假事件被揭露,让科研界蒙羞,被国际嘲笑,给中国芯片的自主化研发造成了沉重打击。
汉芯造假案也让国人意识到芯片的突破不是随便就能实现的,而是需要经过千千万万的产学研各领域工作者,长期的技术积累才能达到。
时过境迁,我国芯片产业目前面临的国际形势严峻程度更胜以前。美国为首的西方国家对我们采取了从EDA软件、设计、材料、生产设备到生产工艺的全面封锁。一切都要靠国人自主研发。典型代表就是在通信市场处于世界领先的华为被全面技术封锁。
在举国之力发展芯片产业的环境下,我国目前在各个环节都取得了一定的突破,目前主要卡在最先进的光刻机以及先进生产制程工艺以及部分关键材料上。
根据媒体报道,华为Mate 70系列的每颗芯片均具备国产能力,标志着华为手机实现了芯片100%国产化。虽然麒麟9020在半导体工艺上与世界最高水平存在差距,但是已经起步了,体现了中国芯片产业在艰难困境中看到了曙光。学界更是好消息不断,不断在各细分领域有新技术突破,早已从十几年前“汉芯”造假的阴影中走了出来。
03
回顾与建议
芯片问题不是靠砸钱就能解决的,关键是要培养人才,这是业界的共识。整个产业链的打通需要大量的芯片生产各环节的高级技术人才。有了人才,什么问题都能迎刃而解。
国家目前大力发展集成电路产业,体现在教育领域,就是单独设置集成电路科学与工程一级学科,拥有博士点的学校越来越多,整合重组集成电路领域重点实验室,培养高层次研究人才。设立国家集成电路产教融合创新平台,打通产学研壁垒,通过产教融合培养各环节卓越工程师。
2024年,中国芯片进口额为3856亿美元,占据了全球约62%左右。中国在芯片产业链各环节不断迎来好消息,但我们也要清醒的认识到与世界最先进技术的差距,需要继续埋头苦干。只要持续不断培养人才,一切障碍和封锁都将会被打破。
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