近日,複旦大學周鵬、包文中團隊研發的全球首款基於(yu) 二維半導體(ti) 材料的 32 位 RISC-V 架構微處理器 “無極”(WUJI)登上《自然》雜誌封麵;該處理器集成 5900 個(ge) 晶體(ti) 管,通過自主創新的特色集成工藝,完成了從(cong) 材料到架構再到流片的全鏈條自主研發。
實現圍柵多橋溝道晶體(ti) 管技術:針對 3 - 5 納米節點晶體(ti) 管技術,周鵬團隊驗證了雙層溝道厚度分別為(wei) 0.6/1.2 納米的圍柵多橋溝道晶體(ti) 管,實現高驅動電流和低泄漏電流的融合統一,為(wei) 高性能低功耗電子器件發展提供新途徑。
性能對比:

據媒體(ti) 報道行業(ye) 專(zhuan) 家對“無極”的評價(jia) :
- 《自然》評審專家:‘無極’不僅是技術突破,更是一場材料革命的序章
- 台積電研發總監:中國在二維半導體領域的全鏈條自主技術,將加速全球後摩爾時代進程
- 中國半導體行業協會:‘無極’為國產芯片突圍提供了新路徑,有望在 AI、航天等領域催生顛覆性應用
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- 性能優勢契合市場需求:
- 低功耗場景表現優異:該處理器以微米級工藝實現納米級功耗,功耗較同類矽基產品降低 95%,在物聯網終端、可穿戴設備等對功耗要求嚴苛的場景中優勢顯著。例如,可應用於智能手表、植入式醫療設備等,能長時間以極低功耗穩定工作,延長設備電池續航時間。
- 適應新興產品需求:二維材料的機械柔性特質,為折疊屏手機、智能織物等新興產品提供了芯片級解決方案。其 GB 級數據存儲能力,可支撐 AR 眼鏡等設備實現本地化數據處理,滿足新興消費電子產品對輕薄、高性能芯片的需求。
- 滿足車規級芯片要求:通過 AI 賦能的工藝優化技術實現了 99.77% 的良率,滿足車規級芯片的可靠性要求。在新能源汽車領域,可應用於智能座艙環境感知係統,其 42 億次 / 秒的運算速度,能高效處理多傳感器融合數據。
- 產業化優勢助力推廣:
- 降低量產成本:70% 的製造工序兼容現有矽基產線,這大幅降低了量產的改造成本,使得該技術在現有產業基礎上更容易實現規模化生產,加快產品從實驗室到市場的轉化速度。
- 形成技術壁壘:團隊已構建 20 餘項核心專利體係,在技術上形成了一定的壁壘,有助於保護自身知識產權,在全球半導體產業競爭中占據有利地位,也為吸引投資和合作提供了有力保障。
- 依托成熟生態體係:基於開源的 RISC - V 架構,國內自主 RISC - V 生態日趨成熟,2028 年市場規模預計突破 400 億元,為 “無極” 微處理器的應用和發展提供了良好的生態環境,便於與其他相關技術和產品進行融合創新。
- 市場替代空間巨大:隨著技術的不斷發展和優化,預計到 2030 年全球市場份額可達 15%,主要替代 28nm 以下製程的特定應用場景芯片。特別是在邊緣計算與人工智能領域,其極低功耗特性和 10 億級指令編程能力,可使其成為無人機、服務機器人等移動智能終端的理想選擇,能在智能安防、農業巡檢等領域實現全天候邊緣計算,有望在五年內取代 30% 傳統矽基 MCU 芯片市場份額。
- 前途是光明的,但麵臨挑戰也不小,如二維材料晶圓生長速度較慢,目前僅為矽基的 1/5,需要進一步提高芯片集成度、完善產業鏈配套等。但總體而言,“無極” 微處理器的誕生標誌著中國在 “後摩爾時代” 已搶占先發優勢,有望推動全球半導體產業格局的重構,為人類的生活更美好貢獻力量。