核心观点 - 北京大学团队研制出世界首例低功耗高性能二维环栅晶体管及逻辑单元，速度和能效同时超越硅基物理极限，成为目前全球最快、能耗最低的晶体管 [1][4] - 该技术采用新型铋基二维半导体材料（Bi₂O₂Se）及自然氧化物栅介质（Bi₂SeO₅），实现材料与架构双维度革新，有望推动芯片领域技术革新并为中国集成电路制造赢得主动 [4][9] - 团队已制作出小型逻辑单元，正为规模化量产奠定基础，同时发现该晶体管在传感、存储、计算一体化集成方面的潜力 [12] 技术突破 - 架构革新：二维环栅晶体管采用全环绕栅极结构，接触面积增加，静电控制能力显著提升，性能超越FinFET和硅基GAAFET [5][6] - 材料优势：铋基二维材料具有超高迁移率、原子级平整界面及高稳定性，其自然氧化物栅介质介电常数大，可降低栅控电压并减少漏电 [9][14] - 性能数据：在相同工作条件下，该晶体管速度达国际最先进硅基芯片的1.4倍，能耗仅为其90%，且随工艺精度提升优势将进一步扩大 [9][19] 研发历程 - 偶然发现：硒氧化铋材料源于实验误差，团队通过系统评估确认其半导体性能及工业应用潜力 [15][16] - 持续深耕：团队自2017年起陆续在《自然》子刊发表阶段性成果，包括二维鳍式晶体管及本次环栅晶体管，形成完整技术路径 [16] - 跨学科协作：团队整合化学、物理、电子等多学科背景，通过思想碰撞推动创新，并依托北大电子学院高精度加工平台实现器件构想 [18][21] 行业意义 - 技术代际：二维环栅晶体管被视为"后摩尔时代"集成电路的最优解之一，其突破标志着从硅基到二维材料的跨代升级 [4][8] - 国产化路径：铋基材料体系由我国自主开发，可依托现有加工技术实现性能超越，为避开硅基技术封锁提供"换道超车"可能 [14][19] - 应用扩展：除逻辑芯片外，该技术还可用于高性能传感器、柔性电子器件及感存算一体化集成，拓展摩尔定律失效后的创新空间 [12][18] 团队理念 - 科研方法论：强调从反常现象中挖掘规律，通过扎实分析将偶然发现转化为系统性突破，如鳍式结构的外延集成应用 [17] - 产业化基础：团队注重材料制备工艺与装备研发，已实现石墨烯晶圆量产经验，正推动铋基材料稳定制备以支撑技术落地 [22] - 长期主义：坚持"制备决定未来"理念，对标硅基发展历程，逐步攻克材料、器件到量产的各个环节 [16][22]