2026年7月,上海浦东一间车间里,光刻机、刻蚀机等成套设备联动运行,技术人员盯着屏幕做工艺调试。这不是又一条硅基产线,而是全球首条8英寸二维半导体工程化示范线全线贯通。
它的意义在于:这条线全程只用国产DUV设备,就能生产芯片,规划2029年达成等效5nm制程。
这就像给你两个选项:一个是继续用当前最尖端的画笔(EUV光刻机)在硅片上作画,每画一笔成本都高得吓人,而且那支最贵的笔全球只有一家店能卖,排队排到2028年;另一个是干脆换一种画布,用原子级材料自己“长”出电路,不需要那支笔,用现有的国产工具就能画得更精细。
这不是文字游戏,而是两条路线的本质区别。
传统EUV路线,为什么越来越“贵”和“难”
当前全球半导体主流是靠在硅片上不断缩小晶体管宽度来提升性能,这依托于EUV光刻机。这条路线的优势极其稳固:7nm节点已大规模商用超过8年。全球所有旗舰AI芯片、手机SoC都依赖它,短期内没有替代者。
但它的瓶颈也到了临界点。首先是成本失控:单台高NA EUV光刻机售价接近4亿美元。其次是物理极限:硅基晶体管越做越小,漏电问题越来越严重。
最后是供应链脆弱:全球EUV设备100%由荷兰ASML供应,2026年全年预计交付仅55台,订单排到2028年,地缘政治风险完全不可控。
二维半导体路线,凭什么“换道”
二维半导体(如二硫化钼)的核心不同在于,它天然就是原子级厚度,不需要像硅那样靠复杂的3D结构来抑制漏电。这相当于给电子修了一条超低阻力的“高速公路”,功耗天然就低。
它的工程化进展在2026年取得了关键突破。除了上文提到的8英寸示范线全线贯通,团队还发布了全球首个兼容主流EDA工具的500nm PDK,工艺库良率超过99.99%,已经能为科研机构提供代工流片服务。
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芯片测试座与配套电路板实物展示
在应用层面,2025年已流片成功全球首款32位RISC-V二维微处理器“无极”,2026年1月二维半导体抗辐射射频通信系统也完成了卫星在轨验证。理论上,依托原子层自组装技术,它省去了硅基80%的微纳加工流程,仅需国产DUV光刻机即可支撑,这正是它“绕开”EUV的核心逻辑。
两条路线的真实关系:互补,而非替代
看完对比,你可能想问:既然二维路线这么好,是不是明年就能取代EUV路线了?答案是:目前完全不可能,它们不是替代关系,而是差异化互补。
简单来说,EUV硅基路线是“主干道”,承载所有高算力需求;二维半导体路线是“专用车道”,在低功耗、抗辐照、柔性传感器等特定场景拥有不可替代的优势。前者已经跑通了数十年的生态,后者才刚刚完成了从实验室到工程的“第一步”,2029年实现等效5nm的目标还是规划。
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未来5年的落地场景分化
在看得见的未来,这两条路线的分工将非常清晰。
- EUV硅基路线:继续统治AI大算力芯片、高端HBM存储和旗舰手机SoC。SK海力士预测2027年将出现全球史上最严重的存储供应短缺,价格可能翻倍,足见其需求之旺盛。
- 二维半导体路线:最可能率先落地的场景是低功耗边缘算力、航天军工抗辐照芯片、以及脑机接口等柔性传感。在存储芯片领域,复旦团队2026年实现了“一电子一比特”的物理极限突破,这对数据中心是革命性的。不过,它的大规模商用预计要到2028-2029年。
所以,当你看到“绕开EUV造出5nm”的新闻时,不必认为这是“打败”了台积电。更准确的认知是:中国芯片产业正在两条腿走路——一条腿在现有的赛道上继续追赶,另一条腿已经踩在了一条全新的、完全自主可控的起跑线上。这条新路还很长,但至少,路已经铺出来了。
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