引言:乍一看,這似乎是一個“吹牛”的目標(biāo)。但當(dāng)我們深入研究后,就會發(fā)現(xiàn):這是我國在半導(dǎo)體領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)彎道超車的機(jī)遇。
2026年剛開年,上海浦東川沙便傳來半導(dǎo)體行業(yè)的重磅消息:全球首條二維半導(dǎo)體工程化示范工藝線正式點(diǎn)亮,預(yù)計6月全面通線,年內(nèi)就能實(shí)現(xiàn)等效90納米制程。
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單看“90納米”這個數(shù)字,多數(shù)人都會心生疑惑:這有什么值得關(guān)注的呢,不先進(jìn)嘛。
要知道,臺積電、三星早已邁入3納米芯片量產(chǎn)階段,華為去年發(fā)布的麒麟9030芯片,也在等效5納米工藝上取得了突破性進(jìn)展。對比之下,90納米儼然像是被淘汰的老舊技術(shù)。
可我國本土企業(yè)原集微,緊接著放出了更具沖擊力的規(guī)劃:今年生產(chǎn)等效90納米的芯片,明年(2027年)要突破等效28納米制程,2028年直接躍遷至等效5納米乃至3納米。
天啊!傳統(tǒng)硅基芯片從90納米(約2004年)迭代到3納米(約2022年、2023年),跨越了近二十年的時間。
我國的這家企業(yè),憑什么敢放出兩年時間,完成跨越的豪言呢——看似不切實(shí)際的目標(biāo),究竟是盲目激進(jìn),還是藏著實(shí)打?qū)嵉募夹g(shù)底氣?今天就逐層拆解,看清這一規(guī)劃背后的產(chǎn)業(yè)邏輯與技術(shù)支撐。
一、先搞清楚:什么是“等效”90納米?
在深入解讀之前,必須先厘清一個核心概念——等效制程,這是讀懂整個規(guī)劃的關(guān)鍵。
傳統(tǒng)硅基芯片標(biāo)注的“3納米”,最初指代晶體管柵極的物理長度,但隨著半導(dǎo)體工藝迭代,這個數(shù)字早已脫離字面含義。
臺積電量產(chǎn)3納米芯片按照行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)“接觸柵間距(CPP)”換算,實(shí)際等效制程約為22納米,所謂3納米,更多是行業(yè)內(nèi)標(biāo)識技術(shù)世代、區(qū)分性能等級的商業(yè)代號,而非精準(zhǔn)的物理尺寸。
而二維半導(dǎo)體提出的“等效90納米”,核心含義完全不同。根據(jù)復(fù)旦大學(xué)周鵬研究員的原話:“二維半導(dǎo)體微米級工藝,已實(shí)現(xiàn)硅基納米級芯片的功耗表現(xiàn)”。
也就是說,二維芯片可以用比硅基大得多的線寬(比如微米級設(shè)備),產(chǎn)出與硅基90納米芯片功耗相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品,即:線寬不再是衡量性能的唯一標(biāo)準(zhǔn),材料本身的優(yōu)越性可以打破這種線性關(guān)系——這就是“等效”二字的真正含義。
能實(shí)現(xiàn)這一效果,根源于二維半導(dǎo)體的材料特性——這類材料僅有一層或幾層原子厚度,電子在材料內(nèi)部傳輸時,幾乎不會受到雜質(zhì)與結(jié)構(gòu)阻礙,天然具備低功耗、高傳輸效率的優(yōu)勢。
同樣的線寬下,二維芯片的功耗遠(yuǎn)低于硅基芯片;同樣的功耗目標(biāo),二維芯片可以用更大的線寬來實(shí)現(xiàn)。
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二、90納米只是“起步臺階”,絕非技術(shù)天花板
看到90納米,就判定技術(shù)落后,是大眾最容易陷入的認(rèn)知誤區(qū)。2026年優(yōu)先落地90納米制程,絕非技術(shù)能力不足,而是二維半導(dǎo)體從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化的必經(jīng)之路。
就像修建一條全新高速公路,先要完成路基鋪設(shè)、路面平整、配套設(shè)施調(diào)試,經(jīng)過小規(guī)模通車測試確認(rèn)全流程穩(wěn)定后,才能逐步提升通行速度。
這條示范工藝線的核心使命,是完成二維半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)化從0到1的突破:打通全流程生產(chǎn)工藝、穩(wěn)步拉升產(chǎn)品良率、攻克二維材料規(guī)模化制備的純度難題,為后續(xù)迭代打下基礎(chǔ)。
一旦夯實(shí)90納米的產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ),后續(xù)制程迭代將不再依賴傳統(tǒng)線寬微縮邏輯——二維材料本身的導(dǎo)電優(yōu)勢,可以讓較低線寬的工藝產(chǎn)出更高性能的產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)快速躍升。
三、二維半導(dǎo)體憑什么能實(shí)現(xiàn)“跳級”迭代?
這是整個話題最核心的問題,也是二維半導(dǎo)體與傳統(tǒng)硅基芯片的本質(zhì)區(qū)別。傳統(tǒng)硅基芯片從7納米向3納米突破,核心思路是不斷縮小光刻線寬,依靠EUV光刻機(jī)、多重曝光等天價高端設(shè)備,在硅片上做極致精細(xì)的結(jié)構(gòu)雕刻。
每一次制程升級,都需要投入海量資金、耗費(fèi)數(shù)年時間打磨工藝,是重資產(chǎn)、慢節(jié)奏的極限攻堅。但二維半導(dǎo)體,走的是完全不同的技術(shù)路徑:硅基芯片是“雕刻”,二維芯片是“生長”。
以二硫化鉬為代表的二維半導(dǎo)體材料,本身就是原子級厚度的單晶薄膜。傳統(tǒng)芯片需要費(fèi)盡心思把線寬越刻越細(xì),二維芯片則在材料層面天然具備低功耗優(yōu)勢——用更大的線寬就能實(shí)現(xiàn)硅基更小線寬才能達(dá)到的功耗表現(xiàn)。
因此,當(dāng)二維半導(dǎo)體產(chǎn)線從90納米向更高級別推進(jìn)時,其難度遠(yuǎn)低于硅基同等級別的跨越。這并非理論空想。
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2025年底,南京大學(xué)王欣然團(tuán)隊成功研制出1納米節(jié)點(diǎn)二硫化鉬晶體管,關(guān)鍵指標(biāo)完全達(dá)到1納米節(jié)點(diǎn)技術(shù)要求。
同月,英特爾也在國際頂級電子器件會議上,發(fā)布了二維晶體管領(lǐng)域的最新研發(fā)成果。全球半導(dǎo)體行業(yè)早已形成共識:二維半導(dǎo)體是后摩爾時代的核心發(fā)展方向。
四、兼容硅基產(chǎn)線,是最關(guān)鍵的“隱形王牌”
網(wǎng)友們或許還有一個普遍疑問:即便技術(shù)可行,產(chǎn)業(yè)化落地難道不需要重建產(chǎn)線、采購全新設(shè)備嗎?巨額投入與時間成本該如何解決?
答案顛覆常規(guī)認(rèn)知:二維半導(dǎo)體約70%的生產(chǎn)設(shè)備,與現(xiàn)有硅基產(chǎn)線完全通用。
光刻、刻蝕、薄膜沉積等半導(dǎo)體核心工藝設(shè)備,無需重新研發(fā)采購,可直接沿用國內(nèi)已成熟的硅基產(chǎn)線,僅需對部分材料生長環(huán)節(jié)做針對性改造。
這也是原集微敢制定激進(jìn)制程路線圖的核心底氣——不用推倒重來,依托國內(nèi)已完善的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈,就能進(jìn)行輕量化升級改造。
包文中研究員對此直言:“二維芯片的制造工藝與硅基高度兼容,可以站在硅半導(dǎo)體的肩膀上實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。”
這不禁讓人聯(lián)想到國內(nèi)新能源汽車對燃油車的彎道超車:面對燃油車發(fā)動機(jī)、變速箱根深蒂固的技術(shù)壁壘,我們繞開傳統(tǒng)賽道,主攻電池、電機(jī)、電控新路線,依托成熟產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ),短短十年便實(shí)現(xiàn)全球領(lǐng)跑。二維半導(dǎo)體的發(fā)展邏輯,與之不謀而合。
五、看似“激進(jìn)”,實(shí)則是多年厚積薄發(fā)
拆解完技術(shù)與產(chǎn)業(yè)邏輯就會發(fā)現(xiàn),這一超快制程路線圖,從來不是拍腦袋的盲目規(guī)劃,而是環(huán)環(huán)相扣的成熟布局:
材料層面,二維半導(dǎo)體原子級厚度和低功耗特性,天然具備用較大線寬實(shí)現(xiàn)高性能的潛力;
技術(shù)層面,復(fù)旦“無極”芯片、南大6英寸二維單晶、1納米晶體管等實(shí)驗(yàn)室成果,已驗(yàn)證了可行路徑;
產(chǎn)業(yè)層面,兼容現(xiàn)有硅基產(chǎn)線,無需從零搭建產(chǎn)業(yè)鏈,大幅縮短產(chǎn)業(yè)化周期;
資源層面,原集微完成近億元融資,疊加上海浦東政府的政策與場地扶持,產(chǎn)學(xué)研資源全面到位。
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這不是投機(jī)式的激進(jìn),而是國內(nèi)二維半導(dǎo)體領(lǐng)域多年深耕研發(fā)積累后的集中爆發(fā)。復(fù)旦大學(xué)校長金力在工藝線點(diǎn)亮儀式上明確指出:高校是科技創(chuàng)新的源頭活水,這條工藝線的落地,正是基礎(chǔ)研究—應(yīng)用研究—產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化全鏈條創(chuàng)新能力的集中體現(xiàn)。
六、回應(yīng)部分網(wǎng)友的質(zhì)疑:這是“騙經(jīng)費(fèi)”嗎?
在南生此前介紹二維半導(dǎo)體相關(guān)資料時,有網(wǎng)友在文章下方留言提出了一個很直接的問題:說了這么多,是不是在“騙經(jīng)費(fèi)”?
呵呵,這個質(zhì)疑完全可以理解。畢竟國內(nèi)科研領(lǐng)域過去確實(shí)存在一些只寫論文、不落地的“紙上項(xiàng)目”,老百姓對“燒錢”的敏感度也越來越高。但二維半導(dǎo)體這個案例,恰恰與“騙經(jīng)費(fèi)”三個字背道而馳。
為什么這么說?因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)的背后,是一連串實(shí)打?qū)嵉摹l(fā)表在國際頂級期刊上的科研成果,而不是空洞的PPT。
我們直接看證據(jù):
《科學(xué)》(Science)正刊:2026年1月30日,南京大學(xué)王欣然團(tuán)隊在《科學(xué)》雜志上發(fā)表論文,報道了他們開發(fā)的“氧輔助MOCVD技術(shù)”。這項(xiàng)技術(shù)解決了二維半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)化中長期存在的生長速度慢、雜質(zhì)濃度高等“卡脖子”難題,首次在全球制備出6英寸二硫化鉬單晶晶圓,將材料生長速率提升了2到3個數(shù)量級。
《自然》(Nature)正刊:2022年,王欣然團(tuán)隊就在《自然》上發(fā)表了雙層二硫化鉬制備技術(shù)的成果,實(shí)現(xiàn)了晶圓級層數(shù)精確控制。2025年,賓夕法尼亞州立大學(xué)團(tuán)隊也在《自然》上發(fā)表了基于二維材料的CMOS單指令集計算機(jī)成果,集成了超過2000個晶體管。
《自然》子刊:2025年7月,王欣然團(tuán)隊又在《自然-材料》(Nature Materials)上發(fā)表論文,突破了晶圓級二維半導(dǎo)體堆垛調(diào)控技術(shù),實(shí)現(xiàn)了菱方相(3R相)二硫化鉬的同質(zhì)外延生長,為新型存儲器件的研發(fā)打開了新方向。
換句話說,這條示范工藝線所依托的底層技術(shù),早已在國際最頂尖的學(xué)術(shù)平臺上經(jīng)過了同行評審的嚴(yán)苛檢驗(yàn)。它不是某個企業(yè)突然冒出來的“概念”,而是中國科學(xué)家在二維半導(dǎo)體領(lǐng)域近十年深耕的成果集成。
原集微創(chuàng)始人包文中說得更直白:當(dāng)前全球硅基先進(jìn)制程已被西方領(lǐng)先,但他們可能在5年后才會把重心轉(zhuǎn)移到二維半導(dǎo)體。而我們憑借基礎(chǔ)研究上的優(yōu)勢,完全可以提前布局,實(shí)現(xiàn)“換道加速”。這正是把實(shí)驗(yàn)室里發(fā)表在《自然》《科學(xué)》上的成果,加速轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)競爭力的邏輯。
如果這算“騙經(jīng)費(fèi)”,那全球頂尖高校和科研機(jī)構(gòu)每年發(fā)表的數(shù)十萬篇頂刊論文,怕是要重新定義這個詞了。
所以,對這個問題的回答很明確:這不是“騙經(jīng)費(fèi)”,而是中國在下一代半導(dǎo)體賽道上,用真金白銀的前期基礎(chǔ)研究投入,換取“換道超車”機(jī)會的戰(zhàn)略布局。 至于這條路線最終能否走通,我們可以用時間來檢驗(yàn)——但至少目前,全世界都在盯著這條在上海點(diǎn)亮的生產(chǎn)線。
尾聲:這一次,我們不是追趕,而是創(chuàng)造
在半導(dǎo)體領(lǐng)域,我們經(jīng)歷了太長時間的技術(shù)卡脖子。光刻機(jī)、高端材料、核心設(shè)備,每一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)都曾被牢牢限制,想要追趕傳統(tǒng)硅基賽道,既要面對極高的技術(shù)壁壘,也要承受巨大的時間成本。
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但二維半導(dǎo)體,打開了全新的破局窗口,而且是一條全球頂尖玩家同步起步的新賽道,臺積電、英特爾、歐洲IMEC等巨頭紛紛重兵布局,而我們并非被動跟隨者,早已在部分細(xì)分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)領(lǐng)先:復(fù)旦“無極”芯片集成5900個晶體管,直接打破奧地利團(tuán)隊保持8年的115個晶體管紀(jì)錄。
更重要的,當(dāng)全球各國仍在跑實(shí)驗(yàn)室的時候,我國已率先建立示范工廠。當(dāng)然,我們也必須理性看待行業(yè)現(xiàn)實(shí):從90納米示范線到3納米真正落地,仍需跨越良率爬坡、長期穩(wěn)定性驗(yàn)證、產(chǎn)業(yè)生態(tài)完善等諸多難關(guān)。
但不可否認(rèn)的是,在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的未來新賽道上,我們第一次擁有了和國際巨頭同臺競技的機(jī)會,且領(lǐng)先。
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