用微米級的工藝做到納米級的功耗

■科技新進(jìn)展

本報訊（記者 任朝霞）近期，復(fù)旦大學(xué)周鵬、包文中聯(lián)合團(tuán)隊突破二維半導(dǎo)體電子學(xué)集成度瓶頸，成功研制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（WUJI）”。在32位輸入指令的控制下，“無極”可以實現(xiàn)最大為42億的數(shù)據(jù)間的加減運算，支持GB級數(shù)據(jù)存儲和訪問，以及最長可達(dá)10億條精簡指令集的程序編寫。

面對摩爾定律逼近物理極限的全球性挑戰(zhàn)，具有原子層厚度的二維半導(dǎo)體是目前國際公認(rèn)的破局關(guān)鍵。歷經(jīng)國際學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界10余年攻關(guān)，科學(xué)家們已掌握晶圓級二維材料生長技術(shù)，并成功制造出只有數(shù)百個原子長度、若干個原子厚度的高性能基礎(chǔ)器件。但要將這些“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，過去最高集成度僅停留在數(shù)百晶體管量級，始終未能跨越功能性微處理器的技術(shù)門檻。

經(jīng)過5年技術(shù)攻關(guān)和迭代，復(fù)旦大學(xué)周鵬、包文中聯(lián)合團(tuán)隊取得突破性成果：基于二維半導(dǎo)體材料（二硫化鉬MoS2）的32位RISC-V架構(gòu)微處理器“無極（WUJI）”成功問世。該處理器通過自主創(chuàng)新的特色集成工藝，通過開源簡化指令集計算架構(gòu)（RISC-V），在國際上實現(xiàn)了二維邏輯功能最大規(guī)模驗證紀(jì)錄（集成5900個晶體管），完成了從材料到架構(gòu)再到流片的全鏈條自主研發(fā)。

“我們用微米級的工藝做到納米級的功耗。而極低功耗的CPU可以助力人工智能更廣泛應(yīng)用。”周鵬說。

北京時間2025年4月2日晚，相關(guān)成果以《基于二維半導(dǎo)體的RISC-V32比特微處理器》為題發(fā)表于《自然》雜志。

《中國教育報》2025年04月08日 第01版