原集微科技计划三年内重点突破材料与硅基工艺兼容等核心难题，建成国际领先的二维『半导体』示范商业化产线，依托自主技术实现1—2纳米级『芯片』性能，率先实现二维『半导体』技术的商业化落地
记者 查睿
国内首条二维『半导体』工程化验证示范工艺线6月中旬在上海启动，2029年有望实现全球首款二维材料『芯片』的量产。这意味着，上海在全球二维『半导体』产业竞争中领先一个身位。
二维『半导体』材料作为上海未来产业的重点方向之一，不仅实现了“从0到1”的关键技术突破，还成功推进至“从1到10”的产学研转化阶段，当下正致力于打通“从10到100”的产品商业化道路，有望在『芯片』竞争中开辟出全新赛道。
“上海方案”有望换道超车
早在2022年，上海在国内率先发布未来产业行动方案，明确提出要积极推动二维『半导体』材料等未来非硅基『半导体』材料技术研究和布局。
二维『半导体』材料为什么被置于如此重要的战略地位？答案便是，延续半个多世纪的“摩尔定律”，目前已逼近物理极限。
“晶体管是『芯片』的最基本元件，它就像是受水龙头控制的‘水管’，‘水流’就是电子。当‘水管’越做越小，‘水管’内壁很难加工光滑，‘水流’不畅、关不紧等问题就随之而来。”复旦大学微电子学院研究员、原集微科技创始人包文中这样解释。
这就是今天硅基『芯片』面临的困境。目前主流『半导体』使用硅材料，随着硅基晶体管尺寸的不断缩小，制造工艺的难度呈指数级上升。包文中表示，这意味着硅基“摩尔定律”——集成电路中的晶体管数量每隔18个月增加一倍的发展状态——将走到尽头。
复旦大学光电研究院院长褚君浩表示，当制程节点推进至2纳米以下时，硅基『芯片』先进制程不仅工艺复杂度呈指数级上升，难以控制漏电，而且成本飙升。传统硅基『芯片』的微缩之路愈发艰难，世界需要一种新的材料来制造更小、更强的“水管”。
，上海早早便意识到，硅基『芯片』的局限性，反而是二维新材料的机遇。深耕未来材料的“上海方案”，或许能为我国『半导体』产业实现换道超车提供全新机遇。
“破局‘摩尔定律’，二维材料几乎是完美答案。其‘原子级厚度’与独特电子输运特性，可有效解决这一问题，这是用二维材料制作『芯片』的优势所在。”褚君浩解释道。
“二维材料应用在『半导体』领域，能实现电子的精准调控，有效抑制漏电，还为电子的流动提供了一条低阻力的二维‘高速公路’。这种超薄结构使得制造1纳米及以下节点的晶体管变得更为简单。”原集微科技工艺『工程师』告诉记者，全球『半导体』业内已经公认二维『半导体』能够为1纳米及以下节点提供新范式，在相同的制程条件下，可使『芯片』性能实现大幅提升。
原型产品性能国际最优
二维新材料所具备的潜质，也吸引了全球『半导体』产业的关注。前不久，美国将其列入国家微电子战略关键领域，欧盟也宣布加大科研投入，台积电等行业巨头也在抓紧布局。
据预测，到2035年全球二维『半导体』市场规模将达300亿—500亿美元💵，占据先进『半导体』市场的10%—15%。 下包文中表示，二维『半导体』不仅是突破“摩尔定律”的关键，更在云端高性能计算、边缘端低功耗算力、先进传感器、可穿戴器件等广泛市场中有着撒手锏级应用。
jrhz.info这也意味着，谁先掌握二维『半导体』的产业化突破，谁将率先抢占全球百亿美元💵以上的市场。
机会总是垂青有准备者。上海在这场全球竞争中，不仅率先实现了二维『半导体』“从0到1”的技术突破，还成功研发出“从1到10”的原型产品。
通过10年的工艺积累，包文中团队攻克了二维集成电路制造的完整制程，建立了二维『半导体』工艺库，还自主研发出专用设备，并搭建起二维『半导体』的生态体系，具备从晶圆生长、集成工艺、器件建模、电路设计，到封装测试的完整能力。
今年4月，包文中和复旦大学周鹏教授组成的联合攻关团队，在《自然》期刊发表了重磅成果，宣布成功研制出全球首款基于二维『半导体』材料的32位RISC-V架构微处理器——“无极”。“无极”成功集成了5900个晶体管，首次突破二维『半导体』电子学工程化瓶颈，在全球创下二维逻辑『芯片』最大规模验证纪录，相关性能达到国际同期最优水平，而待机功耗仅为传统硅基『芯片』的五分之一。
团队成员告诉记者，二维『半导体』『芯片』的微缩度和集成度还有巨大提升空间，未来产业化后将快速缩小与硅基『芯片』的差距。
工艺平台面向全球开放
一项前沿技术要从实验室走向市场，离不开产学研的深度融合和产业生态的精心培育。
“目前，我们在浦东新区川沙新镇建设一条工程性示范性产线，实现从实验室到工业化‘从10到100’的跨越。”为加速技术转化，包文中团队于2025年成立原集微科技，与复旦大学完成了上千万元的技术转化交易，组建了20余人的青年『工程师』团队和有10多位顶尖科学家的顾问团。
“我们的目标是打造二维『半导体』界的‘台积电’。”原集微科技计划三年内重点突破材料与硅基工艺兼容等核心难题，建成国际领先的二维『半导体』示范商业化产线，依托自主技术实现1—2纳米级『芯片』性能，率先实现二维『半导体』技术的商业化落地。到2029年，有望实现全球首款二维材料『芯片』的量产，用于低功耗边缘算力等场景。
“二维『半导体』作为集成电路领域的未来产业发展方向，上海将通过产业基金引导、税收优惠、土地保障等政策，吸引产业链上下游的优质企业汇聚于此，共同塑造一个专业化的二维『半导体』产业集聚高地，形成产业型协同创新的产业生态。”上海市科委相关负责人表示。
“未来通线后，我们也将逐步开放示范性工艺线的器件模型和工艺库，让全国乃至全世界有意向研发二维『半导体』或者二维硅基异质集成『芯片』的学术团队和产业公司，都可以委托上海的这一工艺平台来制造。”包文中表示。
