2026年4月9日,國防科技大學與中科院金屬所合作在《國家科學評論》發(fā)表一項關鍵突破:他們利用液態(tài)金/鎢雙金屬薄膜作為襯底,通過化學氣相沉積成功制備出晶圓級單層WSi?N?薄膜——一種高性能P型二維半導體。這一進展意義重大。長期以來,二維材料領域“N型多、P型少”,嚴重制約CMOS電路的構建。過去P型材料僅能生長出幾微米碎片,摻雜難控、穩(wěn)定性差,根本無法用于實際芯片制造。
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而此次成果不僅將疇區(qū)尺寸提升至亞毫米級,生長速率較文獻提高約千倍,摻雜濃度還能在5.8×1012至3.2×1013 cm?2范圍內(nèi)精準調節(jié),且材料抗氧化、散熱好,具備產(chǎn)線兼容潛力。這并非偶然。自2011年起,西方對華實施高端半導體設備與材料封鎖,EUV光刻機等核心裝備禁運。但中國科研人員轉而深耕后摩爾時代新路徑——二維半導體正是其中關鍵方向。如今P型短板被補上,意味著全二維CMOS集成真正成為可能。
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當然,從實驗室到量產(chǎn)仍有距離。論文驗證的是4英寸晶圓級生長,工業(yè)化還需攻克良率、均勻性及與現(xiàn)有工藝整合等難題。但優(yōu)勢在于全鏈條自主:沒有現(xiàn)成設備?就改造或自研;沒有成熟方案?就一爐一爐試參數(shù)。正如一位工程師曾感慨:“材料不穩(wěn),再好的電路設計都是空談。”這項突破背后,是無數(shù)個深夜調試、反復失敗的積累。
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沒有豪言壯語,只有屏幕前緊盯數(shù)據(jù)的身影和一句“卡了就再調”。正是這種沉靜而堅韌的科研日常,讓中國在封鎖中走出新路。若未來該材料實現(xiàn)低功耗、高開關比的芯片應用,不僅可緩解算力瓶頸,更將重塑全球半導體競爭格局。歷史一再證明:真正的技術自主,從來不是等來的,而是一步一步“長”出來的——從原子開始,到晶圓,再到大國底氣。
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