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      全球最大規(guī)模二維半導(dǎo)體微處理器發(fā)布

      2025-04-03 09:39 作者:王春 科技日報 責(zé)任編輯:吳靜

      “雕塑同樣的物品,用豆腐雕刻比用玉石雕刻更難,因為材料的脆弱大大提升了雕刻難度?!睆?fù)旦大學(xué)研究員包文中向記者形象地描述了使用二維半導(dǎo)體與傳統(tǒng)硅基半導(dǎo)體制造微處理器的難度區(qū)別。記者2日從該校獲悉,全球首款基于二維半導(dǎo)體材料的32位RISC-V架構(gòu)微處理器“無極”登上《自然》雜志?!盁o極”由復(fù)旦大學(xué)周鵬、包文中團隊打造,是目前為止全球最大規(guī)模的二維半導(dǎo)體微處理器。

      此前,國際學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界經(jīng)過10余年攻關(guān),已成功制造出只有數(shù)百個原子長度、若干個原子厚度的高性能基礎(chǔ)器件。而將這些“原子級精密元件”組裝成完整的集成電路系統(tǒng),卻始終受困于工藝精度與規(guī)模均勻性的協(xié)同良率控制難題。

      經(jīng)過5年技術(shù)攻關(guān)和迭代,研究團隊在該領(lǐng)域取得了突破性成果?!巴ㄟ^自主創(chuàng)新的特色集成工藝,‘無極’集成晶體管達5900個,實現(xiàn)了二維邏輯功能全球最大規(guī)模驗證紀(jì)錄?!敝荠i說。

      “無極”的工藝流程非常復(fù)雜,參數(shù)設(shè)置依靠人工很難完成。周鵬說,團隊創(chuàng)新開發(fā)了AI驅(qū)動工藝優(yōu)化技術(shù),通過“原子級界面精準(zhǔn)調(diào)控+全流程AI算法優(yōu)化”雙引擎,實現(xiàn)了從材料生長到集成工藝的精準(zhǔn)控制,可以迅速確定參數(shù)優(yōu)化窗口,提升晶體管良率。

      通過概念驗證后,“無極”正在計劃進入中試階段。據(jù)介紹,在“無極”的電路集成工藝中,70%左右的工序可直接沿用現(xiàn)有硅基生產(chǎn)線成熟技術(shù),而核心的二維特色工藝也已構(gòu)建包含20余項工藝發(fā)明專利,結(jié)合專用工藝設(shè)備的自主技術(shù)體系,為未來的產(chǎn)業(yè)化落地鋪平道路。

      周鵬介紹:“在待機條件下,3微米尺寸的二維半導(dǎo)體和28納米尺寸的傳統(tǒng)半導(dǎo)體耗能是一樣的?!边@意味著在同樣大小和規(guī)模的情況下,二維半導(dǎo)體處理器耗能將大大低于傳統(tǒng)處理器。

      周鵬還表示,二維半導(dǎo)體將會與傳統(tǒng)的硅基半導(dǎo)體長期共存互補。從遠期來看,二維半導(dǎo)體微處理器會沿用傳統(tǒng)微處理器的設(shè)備接口等,能直接應(yīng)用于各種傳統(tǒng)應(yīng)用場景。“無極”采用的RISC-V是一種開源的計算架構(gòu)?!拔覀兿嘈?,它將會對我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)的未來產(chǎn)生深遠影響?!彼f。(馮妍 記者王春)

      關(guān)鍵詞:無極,微處理器,集成工藝,半導(dǎo)體制造,硅基

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