上海用原子造芯片路线图曝光：5年内靠全国产实现1纳米

很难想象，在上海浦东川沙一座看上去有些传统、有些拥挤的工业园区，居然“隐居”着集成电路产业的未来。昨天，我国首条二维半导体工程化验证示范工艺线在这里点亮。

在硅基芯片日益逼近物理极限，全球竞争陷入焦灼的当下，二维半导体被公认为是未来芯片的重要形态。上海这条示范线的点亮，意味着这一革命性技术正在走出实验室，冲刺产业化。这不仅有利于推动集成电路行业沿着“摩尔定律”的指引继续高速向前，更为我国通过“换道超车”突破芯片装备和工艺瓶颈创造了难得的机遇。

用原子直接“搭建”集成电路

这条由原集微科技（上海）有限公司建设的示范线，如同一座缩微版的集成电路工厂。记者透过参观通道的玻璃看到，两座总面积近1000平方米的洁净室里摆满了各种半导体加工设备，包括光刻机。近10名身着全套防尘服、甚至连面部都包裹严实的技术人员，正在对设备进行调试。据透露，如果一切顺利，今年年中，整条示范线将完成联调，开始生产。

“我们做的，是用原子直接搭建集成电路。”原集微创始人，复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室、微电子学院研究员包文中表示，二维半导体不仅是材料的更迭，更是对晶体管物理极限的终极挑战。

当今的集成电路制造，考验的是人类在纳米尺度上“雕琢”晶体管的极限能力。随着硅基芯片尺度不断逼近原子级，漏电、发热等负效应横亘在产业面前，越来越难逾越。二维半导体技术采用了截然不同的路线，绕过了集成电路制造的最难环节——对硅基材料进行原子级打磨，而是让特定材料的原子自发地“生长”出来，直接形成厚度低至一个或几个原子的薄膜（近乎“二维平面”）。以这种工艺制备的芯片能完美抑制漏电，为电子流动提供一条阻力极小的“高速公路”，加工工艺也被大大简化。

包文中介绍，相比硅基半导体需要1500步以上的繁琐加工，二维半导体理论上可省去80%的流程，包括离子注入、外延生长等；尤其在光刻环节，甚至可用低级别的光刻机，实现当今最先进的集成电路制程。对于目前在极紫外（EUV）光刻机方面被严重卡脖子的中国而言，这条路一旦走通，无疑具有极为重要的战略意义。

5年内靠全国产实现1纳米

原集微是一家脱胎于复旦大学科研团队的企业，成立于2025年，去年底完成了近亿元的天使轮融资。创始人包文中在20年前就从石墨烯晶体管入手，开始研究二维半导体材料。

在复旦大学的一条实验线上，包文中和周鹏教授合作，首次突破二维半导体电子学工程化瓶颈，造出了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”，集成了5900个晶体管，创下全球二维逻辑芯片最大规模验证纪录，性能达到国际同期最优水平。相关成果在去年4月发表在国际权威期刊《自然》上，受到国内外广泛关注。

包文中坦言，“无极”芯片代表了科研路线探索二维半导体的“天花板”。而要进一步有所作为，实现“从1到10再到100”的跨越，此次点亮的这条示范线是至关重要的一步。

据透露，示范线在今年6月完成设备联调“跑通”之后，将于9月前完成小批量制造，预计将用等效于硅基90纳米芯片制程，制造出兆字节（MB）级存储器和百万门级逻辑电路；今年底，将试生产存算融合的端侧算力产品。

在此基础上，原集微还公布了未来5年的发展路线图：在今年实现等效硅基90纳米的CMOS制程后，将于2027年利用成熟工艺的K线光刻机，实现等效硅基28纳米工艺；2028年，实现等效硅基5纳米甚至3纳米工艺；最终在2029年或2030年，基于全国产集成电路装备，实现等效1纳米工艺。这一路线图若能如期实现，则意味着我国集成电路产业将基于自主技术，追平世界最顶尖的工艺水平，从而完成历史性跨越。

“上海速度”刷新行业纪录

点亮一条示范线，不仅是技术的胜利，更是上海深化产学研融合探索的一次成功探索。

从源头来看，高校正在扮演重要的“源头活水”角色。正如出席仪式的中国科学院院士、复旦大学校长金力所言，作为国内二维材料研究的中坚力量，复旦大学在集成电路设计、工艺优化迭代、逻辑验证领域均处于国内领先水平，为技术转化奠定坚实基础。而原集微示范线的推进，是复旦大学“基础研究-应用研究-产业转化”全链条创新能力的集中体现。

在生态培育上，上海也凭借得天独厚的优势，为集成电路产业的发展提供助力。市科委副主任翟金国表示，上海已将二维半导体作为未来产业培育的重要方向，通过产业基金、人才对接等全链条服务，支持龙头企业牵头组建创新联合体。据透露，目前原集微已经和国内顶尖集成电路企业形成合作，在示范线运行之前就初步验证了二维半导体技术，打消了产业界的质疑。

同时，浦东新区和川沙镇也通过优质的营商服务，为科技初创企业成长扫清难关。包文中透露，示范线从开工到设备进厂，只用了100天，这样的“上海速度”出乎许多人预期，刷新了行业纪录。

在二维半导体这条前沿赛道上，原集微作为一家初创企业，正利用上海给予它的全方位支持奋力奔跑，力争在“后摩尔时代”为我国半导体产业高水平自立自强作出贡献。

包文中表示，基于二维半导体的优异特性，基于它制作的芯片，可在许多领域大展身手。比如其突出的低功耗和低发热特性，特别适合用于端侧算力，未来装备这种芯片的无人机，完全可以像机器人一样自主飞行、执行任务。另外，二维半导体还具有突出的抗辐照性能，可装备在航天器和卫星上，从而在漫长太空之旅中经受住宇宙射线的侵袭。