2026年1月初，我国首条二维半导体工程化验证示范工艺线正式点亮，向世界宣告中国的原子级芯片制造技术已从实验室走向产业化的前沿。
这条由原集微科技运营的示范线，承载着一个雄心勃勃的五年计划：在2029年或2030年，基于全国产集成电路装备，实现等效硅基1纳米的工艺水平。若这一路线图如期实现，将意味着中国集成电路产业依靠自主技术，追平世界顶尖工艺，完成一次历史性跨越。
全球半导体产业正站在一个技术十字路口。随着硅基芯片尺寸不断逼近物理极限，漏电和发热问题日渐凸显，摩尔定律面临严峻挑战。
传统“自上而下”的光刻制造方式，在纳米尺度下逐渐难以为继。二维半导体技术为这一问题提供了全新的解决方案。这一技术核心在于 “用原子直接搭建集成电路” ，让特定材料的原子自发“生长”成厚度仅为一个或几个原子的薄膜。相比硅基半导体需要1500步以上的繁琐加工流程，二维半导体可省去约80%的步骤，包括离子注入、外延生长等复杂工艺。
原集微科技公布的五年发展路线图，清晰地规划了中国原子级芯片制造技术的发展路径。
根据规划，这条示范线月前完成小批量制造，使用等效硅基90纳米制程生产兆字节级存储器和百万门级逻辑电路。
到2027年，将利用成熟工艺的K线年，这一数字将跃进至等效5纳米甚至3纳米工艺。
最终目标是在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。这一规划若如期实现，将使中国在全球芯片制造竞赛中抢占战略制高点。
这一技术突破的起点可以追溯到2025年4月。当时，复旦大学科研团队在国际权威期刊《自然》上发布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”。
这款处理器集成了5900个晶体管，整体厚度仅0.7纳米，创下了全球二维逻辑芯片规模最大验证纪录，性能达到国际同期最优水平。
“无极”芯片代表了科研路线探索的“天花板”，而要实现“从1到10再到100”的跨越，示范工艺线的建设成为关键一步。
这一技术路径对中国半导体产业具有很重要的战略意义。在极紫外（EUV）光刻机领域面临外部限制的背景下，二维半导体技术提供了一条可能的“换道超车”路径。该技术甚至在光刻环节可用较低级别的光刻机，实现当今最先进的集成电路制程。
2025年12月，上海发布了《上海市原子级制造未来产业新赛道创新发展行动方案（2026-2028年）》，明确将原子级制造作为未来产业培育的重要方向。方案提出打造“4+2+5”发展体系，攻关突破加工、构筑、测量、AI赋能四大核心技术，并计划到2030年使产业规模达到百亿元级。
从实验室突破到产业化尝试，上海展示了令人瞩目的推进速度。原集微示范线从开工到设备进厂，仅用了100天，这样的“上海速度”刷新了行业纪录。
上海市科委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，支持有突出贡献的公司牵头组建创新联合体。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障碍。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。
基于二维半导体的芯片将在多个领域展现独特优势。其突出的低功耗和低发热特性，很适合用于端侧算力产品。未来装备这种芯片的无人机，可以像机器人一样自主飞行、执行任务。
此外，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，在漫长的太空之旅中经受住宇宙射线的侵袭。在AI计算需求爆发的当下，二维半导体也为解决高性能计算中的算力需求与能耗矛盾提供了新路径。
尽管前景广阔，原子级制造要真正成为新质生产力仍面临多重挑战。精度、效率、成本三者的统筹兼顾是产业高质量发展的重大课题。
原子级制造离不开超高时空分辨成像、原子级制作的完整过程表征等高端仪器和装备。虽然部分领域已实现“单点突破”，但整体上，原子级制造“母机”、制作的完整过程在线感知等关键装备仍亟待研发与攻关。中国科学院长春光学精密机械与物理研究所所长张学军指出，整体来说，国内外目前处于并跑阶段，人才队伍接近，技术积累相当，各有优势。
原集微科技计划将这条示范工艺线向高校科研团队和中小企业开放，只要有二维半导体芯片设计需求，都能够最终靠这条中试线完成制造验证，从而加速二维半导体技术从科研走向产业化落地。
同时，企业已同步规划在未来三年内建设二维半导体商业化量产线年前以“全国产方案”实现量产，进一步夯实上海在新一代半导体领域的产业优势。这种开放创新的模式，有助于形成产学研用协同发展的创新生态，推动整个产业生态的成熟与完善。
全球精准制造的竞争已从微纳米尺度迈向原子尺度。二维半导体作为集成电路领域的未来产业，其发展不仅是一场技术竞赛，更是一场关于未来产业主导权的战略布局。
随着示范线的点亮和五年路线图的发布，中国在后摩尔时代的芯片竞争中，已经亮出了自己的技术底牌和产业决心。
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