中国建成全球首条二维半导体中试生产线

# 中国声称建成全球首条二维半导体中试生产线 来源：https://interestingengineering.com/innovation/chinese-startup-launch-2d-chip-production-line 多年来，制造更快、更高效计算机芯片的竞赛一直与一台名为极紫外（EUV）光刻机的设备紧密相连。这套高度复杂的系统被认为是制造最先进硅芯片的必需品。 由于出口限制，中国在很大程度上被这项技术拒之门外，这为其半导体雄心造成了重大障碍。现在，一家名为**Yuanjiwei**的上海初创公司押注于计算的未来可能根本不需要EUV光刻机。 该公司推出了其声称的全球首条专门用于**二维（2D）半导体**（https://interestingengineering.com/innovation/china-2d-chips-ultra-fast-growth）的8英寸中试生产线，这项技术最终可能允许使用完全不同的材料和制造方法来构建先进芯片。 ### 芯片产业陷入硅基循环 这一声明意义重大，因为半导体产业正面临一个根本性问题。几十年来，芯片制造商通过**缩小晶体管**（https://interestingengineering.com/innovation/kaist-transistor-scaling-limit-quantum-tunneling-chip-design）——处理信息的微小开关——来提高性能。 然而，随着这些元件接近原子尺度，它们变得愈发难以制造且成本高昂。它们还会遭受不必要的漏电，即晶体管本应关闭时电流仍在流动。 这种漏电会浪费能量并产生热量。世界各地的研究人员一直在探索传统硅的替代品，而二维材料已成为最有前景的候选材料之一。 二维半导体由仅一个或几个原子厚度的材料制成。与传统硅形成三维晶体结构不同，二维材料中的电子主要在一个超薄层内移动，因此得名“二维”。 由于这种独特的结构，二维晶体管即使在极小尺度下也能保持强劲的电性能，而传统硅器件在此尺度下将变得愈发难以控制。 “与传统硅基芯片相比，二维半导体具有若干潜在优势。由于二维材料的原子级厚度，二维半导体中的晶体管可以制造得更小，而无需依赖日益复杂的晶体管结构，”Yuanjiwei董事长**Bao Wenzhong**告诉（https://www.scmp.com/tech/big-tech/article/3360208/chinese-chip-start-aims-build-5-nanometre-equivalent-chips-without-using-euv-2029）*南华早报*。 另一个优势可能出现在二维半导体与3D芯片堆叠技术结合时。由于这些材料极薄，多层电子电路有可能更高效地堆叠起来，从而在不显著增加芯片占地面积的情况下提高计算能力和存储密度。 然而，研究人员对这类材料的研究已超过十年，但将其从实验室样品扩展到晶圆级制造被证明异常困难。这也是芯片行业仍严重依赖硅晶体管的原因之一。 ### 从实验室到工厂车间 Yuanjiwei的研究人员并未发明新材料，而是创造了一种能将实验室研究转化为实际芯片的工业流程。据该公司称，其新中试生产线覆盖了从二维半导体材料制备到将其集成到成品器件的整个制造链。 它还支持流片，即芯片生产前的最后设计阶段。这一进展解决了**二维半导体研究**（https://interestingengineering.com/innovation/china-built-world-most-complex-chip）中最大的障碍之一，即证明这些原子级厚度的材料能够在芯片行业相关的规模上实现一致制造。 先前的研究已经表明（https://www.nature.com/articles/s41586-022-05524-0），二维材料可用于构建高性能电子器件，研究人员最近也展示了用于生长和制造这些超薄材料的晶圆级方法。 然而，这些努力主要集中在证明技术可行，而非创建一条完整的、可工作的生产管道。将实验室演示转化为可重复的制造过程需要解决更多挑战，包括材料制备、器件制造和芯片集成。 Yuanjiwei表示，其新的8英寸中试生产线旨在**弥合这一差距**（https://interestingengineering.com/energy/tu-wien-2d-materials-hidden-gap-chip-problem），将芯片生产的多个阶段整合到一个平台上。该公司进一步计划利用这一制造基地开发先进工艺，最终在2029年前实现5纳米等效芯片技术，且无需依赖EUV光刻。 这些努力符合中国更广泛的推动，即寻找先进半导体制造的替代路径。面对美国主导的对某些最先进芯片制造工具的限制，中国在芯片研究上投入了大量资金。 他们正在整合大学、国有实验室、设备制造商和半导体公司，以减少对外国技术的依赖。“目标是让中国最终能够完全在中国制造的机器上制造先进芯片，”一位直接了解该秘密EUV项目的匿名消息人士告诉（https://www.reuters.com/world/china/how-china-built-its-manhattan-project-rival-west-ai-chips-2025-12-17/）*路透社*。 ### 一条有前景的路，但障碍尚存 尽管**对二维半导体充满兴奋**（https://interestingengineering.com/science/testing-2d-transistors-real-performance），但专家警告称商业成功远未得到保证。芯片制造是世界上最复杂的工业流程之一。 据报道，出席Yuanjiwei发布会的行业专家强调，没有任何一家公司能独自将二维半导体商业化，因为供应链的每个环节都必须同步成熟。 还有一些技术问题尚待解答。尽管研究人员已在实验室中反复展示高性能二维晶体管，但生产数百万或数十亿个具有高可靠性的相同器件仍是一个重大挑战。 许多**有前途的半导体技术**（https://interestingengineering.com/innovation/ibm-sub-1nm-chip-nanostack-100-billion-transistors）都难以从研究论文跃升至大规模生产。 尽管如此，这条中试生产线的推出标志着一个重要的转变。Yuanjiwei并非仅仅发表实验室结果，而是试图证明二维半导体可以在工业规模上进行制造。 如果该公司成功，它可能为中国提供一条通往先进芯片的路径，从而避开半导体世界中最受严格限制的技术之一。 ### 推荐文章 **Rupendra Brahambhatt** 是一位经验丰富的作家、研究员、记者和电影制作人。他拥有科学学士学位（荣誉）和大众传播研究生文凭，一直活跃地与全球一些最具创新力的品牌、新闻机构、数字杂志、纪录片制作人和非营利组织合作。作为一名作者，他的愿景是传递正确的信息，并在大众中培养建设性的思维模式。