非EUV技术路线,全球首款二维处理器“无极”问世

近日，复旦大学周鹏、包文中团队研发的全球首款基于二维半导体材料的 32 位 RISC-V 架构微处理器 “无极”（WUJI）登上《自然》杂志封面；该处理器集成 5900 个晶体管，通过自主创新的特色集成工艺，完成了从材料到架构再到流片的全链条自主研发。

实现围栅多桥沟道晶体管技术：针对 3 - 5 纳米节点晶体管技术，周鹏团队验证了双层沟道厚度分别为 0.6/1.2 纳米的围栅多桥沟道晶体管，实现高驱动电流和低泄漏电流的融合统一，为高性能低功耗电子器件发展提供新途径。

性能对比：

据媒体报道行业专家对“无极”的评价：

• 《自然》评审专家：‘无极’不仅是技术突破，更是一场材料革命的序章
• 台积电研发总监：中国在二维半导体领域的全链条自主技术，将加速全球后摩尔时代进程
• 中国半导体行业协会：‘无极’为国产芯片突围提供了新路径，有望在 AI、航天等领域催生颠覆性应用
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• 性能优势契合市场需求：
• 低功耗场景表现优异：该处理器以微米级工艺实现纳米级功耗，功耗较同类硅基产品降低 95%，在物联网终端、可穿戴设备等对功耗要求严苛的场景中优势显著。例如，可应用于智能手表、植入式医疗设备等，能长时间以极低功耗稳定工作，延长设备电池续航时间。
• 适应新兴产品需求：二维材料的机械柔性特质，为折叠屏手机、智能织物等新兴产品提供了芯片级解决方案。其 GB 级数据存储能力，可支撑 AR 眼镜等设备实现本地化数据处理，满足新兴消费电子产品对轻薄、高性能芯片的需求。
• 满足车规级芯片要求：通过 AI 赋能的工艺优化技术实现了 99.77% 的良率，满足车规级芯片的可靠性要求。在新能源汽车领域，可应用于智能座舱环境感知系统，其 42 亿次 / 秒的运算速度，能高效处理多传感器融合数据。
• 产业化优势助力推广：
• 降低量产成本：70% 的制造工序兼容现有硅基产线，这大幅降低了量产的改造成本，使得该技术在现有产业基础上更容易实现规模化生产，加快产品从实验室到市场的转化速度。
• 形成技术壁垒：团队已构建 20 余项核心专利体系，在技术上形成了一定的壁垒，有助于保护自身知识产权，在全球半导体产业竞争中占据有利地位，也为吸引投资和合作提供了有力保障。
• 依托成熟生态体系：基于开源的 RISC - V 架构，国内自主 RISC - V 生态日趋成熟，2028 年市场规模预计突破 400 亿元，为 “无极” 微处理器的应用和发展提供了良好的生态环境，便于与其他相关技术和产品进行融合创新。
• 市场替代空间巨大：随着技术的不断发展和优化，预计到 2030 年全球市场份额可达 15%，主要替代 28nm 以下制程的特定应用场景芯片。特别是在边缘计算与人工智能领域，其极低功耗特性和 10 亿级指令编程能力，可使其成为无人机、服务机器人等移动智能终端的理想选择，能在智能安防、农业巡检等领域实现全天候边缘计算，有望在五年内取代 30% 传统硅基 MCU 芯片市场份额。
• 前途是光明的，但面临挑战也不小，如二维材料晶圆生长速度较慢，目前仅为硅基的 1/5，需要进一步提高芯片集成度、完善产业链配套等。但总体而言，“无极” 微处理器的诞生标志着中国在 “后摩尔时代” 已抢占先发优势，有望推动全球半导体产业格局的重构，为人类的生活更美好贡献力量。