2026年11月3日 星期二

我国科研团队突破二维半导体量产瓶颈,开启芯片新纪元

二维半导体量产突破,芯片未来从此改写

二维半导体 核心技术 量产突破 科研进展

先锋视界2026年02月02日 14:55消息,我国科研团队突破二维半导体核心技术,实现量产关键进展。

   2月2日获悉,二维半导体是延续集成电路摩尔定律、实现先进制程的关键材料,也是我国开辟新赛道的重要机遇。南京大学-苏州实验室王欣然、李涛涛团队联合东南大学王金兰团队,研发出全新的氧辅助金属有机化学气相沉积(oxy-MOCVD)技术,突破了二维半导体大规模制备中的动力学难题。

   据介绍,相关成果题为“氧辅助金属有机化学气相沉积加速二硫化钼动力学生长”(Kinetic acceleration of MoS2 growth by oxy-metal-organic chemical vapor deposition),于2026年1月30日发表于《科学》。这是该研究团队继2025年10月在《科学》发表研究成果后取得的又一重要进展,标志着二维半导体产业化的技术发展迈入新阶段。

   查询获悉,二维半导体的产业化制备长期以来面临两大关键挑战。一方面,需要大尺寸且低对称性的衬底作为外延生长的模板,以确保薄膜的定向生长;另一方面,二维材料由于其原子级的厚度,对生长过程中的动力学条件极为敏感。 在当前技术发展背景下,这两方面的难题依然是制约二维半导体大规模应用的重要因素。大尺寸、高质量的衬底材料仍是研究和产业化的重点方向,而对生长过程的精确控制,则需要更深入的理论研究与工艺优化。这些技术瓶颈的突破,将直接决定二维半导体能否实现从实验室走向产业化的跨越。

   针对这些挑战,团队在制备二维半导体材料时引入氧气,创新性地设计了材料生长的预反应腔结构。在高温条件下,氧气与前驱体充分发生预反应,有效降低了反应过程中的能量壁垒,使前驱物的反应速率提升了1000倍以上。

   另外,该成果与团队2025年发表的“点石成晶”技术共同构建了“衬底工程动力学调控”完整技术路线,为二维半导体量产化提供了核心支撑,有助于加快其在埃米级集成电路等领域的应用进程,进一步增强我国在下一代半导体技术竞争中的核心优势。 这一系列技术突破不仅展现了我国在半导体前沿领域的创新能力,也标志着我们在关键基础材料研发方面正逐步实现从跟跑到并跑的转变。随着这些技术的不断成熟和应用拓展,将为我国在国际半导体产业格局中赢得更多主动权,具有重要的战略意义。

   论文的第一作者包括苏州实验室的博士后刘蕾、王玉树、董瑞康,以及南京大学集成电路学院的博士后范东旭。该研究获得了国家重点研发计划、国家自然科学基金、基础学科和交叉学科突破计划、国家资助博士后研究人员计划和中国博士后科学基金、江苏省基础研究计划、江苏省卓越博士后计划、姑苏创新创业领军人才等项目的支持,同时得到了未来智能芯片交叉研究中心(雅辰基金)、新基石科学基金会设立的科学探索奖以及小米基金的资助。

   附论文链接:

   https://www.science.org/doi/10.1126/science.aec7259

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