灵感源自金庸小说，复旦国际首次实现原子层半导体在轨验证

“复旦复旦旦复旦，巍巍学府文章焕……”穿越517公里地球轨道，复旦大学校歌近日从“复旦一号（澜湄未来星）”卫星平台传回地面，经解码信号复原准确无误。

这不是一次普通的太空通信传输，而是国际上首次实现原子层电子器件与系统的在轨验证。

复旦大学集成电路与微纳电子创新学院周鹏-马顺利团队，自主研制的“青鸟”原子层半导体抗辐射通信系统，以“超长寿命”与“超低功耗”两大核心优势，展现出其在星际通信、深空探测和太空算力等前沿任务中的独特优势。

北京时间2026年1月29日零点，相关成果发表于国际权威学术期刊《自然》。

【太空辐射无处不在】

浩瀚宇宙中，高能粒子、伽马射线等辐射无处不在，如同“无形剑气”攻击航天器的电子“经脉”。传统硅基电子器件如同身着厚重铠甲的武者，即便层层防护，也难敌日积月累的“内力侵蚀”——太空辐射极易引发电子器件性能退化甚至灾难性故障。更棘手的是，一旦电子系统在太空中失效，几乎无法维修，而更换成本极高。

长期以来，主要依赖两种“御敌之术”：一是“重甲护身”，给器件裹上厚重金属屏蔽层；二是“分身术”，一个功能器件有多个备份。但这使得器件重量激增，国内火箭发射一千克载荷成本高达数千万元；与此同时功耗也大大飙升，这与未来航天系统“轻量化、智能化、低成本”趋势相悖。

随着AI时代算力需求的爆发式增长，太空算力有望成为解决全球算力供给难题的终极方案。高性能通信系统作为太空任务的“关键纽带”，同样将为太空算力提供数据传输载体。因此，构建高性能、高可靠的星载存算和通信系统将成为新一轮科技革命的重点方向之一。

【灵感源自《倚天屠龙记》】

“他强任他强，清风拂山岗；他横任他横，明月照大江。”金庸小说《倚天屠龙记》中《九阳真经》的武学心法，成为研究团队破解难题的灵感源泉。“我们不与辐射硬扛，而是让其穿体而过。”周鹏说。

这一灵感的落地，便是“青鸟”原子层半导体抗辐射通信系统。原子层半导体是周鹏团队提出的新概念，其核心功能层仅为单原子或少数原子厚度，既保留半导体“能开关、可控制”的核心功能，又具备超薄的物理特性。“青鸟”的核心材料是单层二硫化钼，厚度仅0.7纳米，相当于一根头发丝直径的十万分之一。

打个比方，传统硅基半导体就像一块厚实的木板，辐射粒子撞上去会留下密密麻麻的“伤痕”；而原子层半导体就像一张超薄的蝉翼，辐射粒子能直接穿体而过，不容易形成损伤积累。这种天然抗辐射特性，让它无需“重甲”加持，能在太空辐射的“险恶环境”中长久存续。

【理论寿命是硅基系统100倍】

“青鸟”在轨运行一年多来，展现出三大颠覆性优势——

在辐射更为恶劣的地球同步轨道，理论在轨寿命预计可达271年，是传统硅基系统的100倍；

无需屏蔽层和备份设计，发射机-接收机链路的功耗不足传统硅基系统的五分之一；

在轨运行9个月后，传输数据的误码率仍低于10⁻⁸，展现了其优异的抗辐射性和长期稳定性。

这一突破的背后，是团队四五年的潜心攻关。从材料生长到晶体管制备，从芯片设计到载荷集成，他们实现了全链条自主研发。

值得一提的是，该技术可与现有硅基半导体生产线无缝对接，且成本更低。在地面应用中，该技术同样潜力巨大，有望用于核聚变、救灾机器人等强辐射场景。

《自然》编辑部收到投稿仅两三天就安排了送审，审稿人评价该成果“开辟了一个新方向”。

原标题：《灵感源自金庸小说，复旦国际首次实现原子层半导体在轨验证》

题图来源：4英寸原子层半导体抗辐射射频通信芯片。复旦大学

来源：作者：解放日报 黄海华