半导体材料革新 - 二维半导体材料将成为未来业界焦点，因硅基三维晶体管制造结构日趋复杂且成本指数级攀升，技术演进边际效益显著递减[2] - 二维材料凭借原子级厚度（0.3-10nm）与范德华异质结技术，可构建垂直场效应晶体管实现10倍于FinFET的密度突破，在1nm栅长下保持10⁶开关比[6] - 二维材料易于与其他材料集成，不受晶格常数匹配约束，能带范围涵盖半金属、半导体和绝缘体[8] 二维材料特性与优势 - 石墨烯作为首个被发现的二维材料，厚度仅0.335纳米，拥有高强度、高导电性、高导热性等优异物理性质[9] - 7纳米制程石墨烯芯片相比硅基芯片速度提升高达300%，但需解决零带隙特性问题[9] - 过渡金属二硫族化合物（TMDCs）如MoS₂、WS₂在单层状态下呈直接带隙半导体性质，能隙约1.8eV[14] - 黑磷为少有的本征直接带隙材料，能带结构对层数敏感，从单层2eV连续调谐至块体约0.3eV[14] 产业化进展与市场规模 - 2024年全球二维半导体材料市场规模达18亿美元，石墨烯占比45%，TMDs占比30%[16] - 预计2025-2030年市场规模以24%-26.5%复合增长率扩张，2030年有望突破45亿美元[16] - 原集微科技启动首条全国产二维半导体集成电路工程化示范线，计划三年内建设商业化量产线[17] - 原集微联合团队发布全球首款基于二维半导体的32位RISC-V架构微处理器"无极"，集成5900个晶体管，性能提升51倍[17] 技术突破与创新 - 天津大学和佐治亚理工学院团队成功生产出外延半导体石墨烯单层，攻克石墨烯带隙难题[11] - 北京科技大学团队提出"二维Czochralski"方法，可在常压下快速生长厘米级、无晶界单晶MoS₂晶畴[32] - 上海微系统所开发单晶金属插层氧化技术，室温下制备出单晶氧化铝栅介质晶圆，界面态密度低至8.4×10⁹ cm⁻² eV⁻¹[38] - 宾夕法尼亚州立大学开发基于CMOS技术的二维单指令集计算机，首次完全由二维材料构建[39] 应用领域拓展 - 二维材料在AI、大数据时代被广泛应用于存储器件、神经形态器件、量子器件、离子晶体管等领域[9] - 东南大学团队基于二维极性半导体实现门控可调极化梯度机制，模拟生物突触功能，记忆保持时间约331秒[27] - 中科院物理所展示基于MoS₂的中等规模柔性集成电路，集成112个薄膜晶体管[48] - 南京大学团队通过设计-工艺协同优化，实现GHz频率二维半导体环形振荡器电路，性能比原有记录提升200倍[51] 未来发展趋势 - IMEC预计到2039年基于二维材料的第二代2DFET将成为主流[53] - 短期（3-5年）二维材料将在低功耗边缘计算芯片、高性能光电器件及柔性显示领域率先商业化[63] - 中期（5-10年）二维材料有望在3纳米以下逻辑芯片及存算一体架构中大规模替代硅基材料[63] - 长期（10年以上）二维材料可能成为量子计算、光量子通信及生物电子等颠覆性技术的核心载体[63]

半导体行业技术趋势 - 摩尔定律日益放缓，硅基三维晶体管制造成本指数级攀升而边际效益递减，创新重点从尺寸缩放转向功能性缩放 [2] - 二维半导体材料因原子级厚度(0.3-10nm)和范德华异质结技术成为突破瓶颈的关键，可实现10倍于FinFET的密度突破，在1nm栅长下保持10⁶开关比 [5] - 二维材料覆盖半金属/半导体/绝缘体等类型，具备宽能带范围、晶格结构可调和易集成特性，适用于存储/神经形态/量子器件等后摩尔时代应用 [7][8] - 石墨烯虽具300%速度提升潜力但零带隙限制逻辑应用，2024年外延半导体石墨烯单层技术突破实现带隙从"0"到"1"的跨越 [8][10] 二维材料产业化进展 - 2024年全球二维半导体市场规模达18亿美元，石墨烯占45%/TMDs占30%，预计2025-2030年CAGR达24%-26.5%，2030年突破45亿美元 [15] - 原集微启动首条全国产二维半导体示范线，已开发32位RISC-V处理器"无极"，集成5900个晶体管且性能提升51倍，目标三年内实现1-2nm级芯片 [16][19] - 台积电/英特尔/三星/IMEC加速布局二维半导体，重点攻关材料生长/掺杂/接触电阻等核心问题，IMEC预测2039年2DFET将成为主流 [15][52] 前沿技术突破 - 北科大开发2DCZ法生长厘米级无晶界MoS₂单晶，场效应晶体管良率高且迁移率稳定，为晶圆级制备提供新途径 [31] - 上海微系统所研制单晶氧化铝栅介质晶圆，界面态密度低至8.4×10⁹ cm⁻² eV⁻¹，击穿场强17.4 MV/cm满足国际路线图要求 [36][38] - 宾夕法尼亚州立大学实现全二维材料CMOS计算机，3V电压下频率达25kHz，功耗皮瓦级，开关能量约100pJ [39] - 南京大学团队通过DTCO优化实现GHz频率二维半导体环形振荡器，性能较前提升200倍，展示1nm节点应用潜力 [50] 材料与工艺挑战 - 材料生长面临高温(1000℃)衬底限制或转移工艺良率问题，需平衡直接生长一致性与转移成本 [53][54] - 栅极沉积因二维材料无悬挂键导致ALD困难，源漏接触电阻/掺杂调控/CMOS兼容性尚未根本解决 [55][59] - 规模化生产需提升300mm晶圆兼容性，器件可靠性/一致性要求较实验室厘米级样品大幅提高 [57][58] 发展路径展望 - 短期(3-5年)聚焦低功耗边缘计算/光电器件/柔性显示领域商业化，如原集微2029年量产计划 [65] - 中期(5-10年)替代3nm以下硅基逻辑芯片，推动能效比提升10倍并发展三维异构集成技术 [65] - 长期(10年以上)拓展至量子计算/生物电子等颠覆性领域，重构全球半导体供应链格局 [63][65]

截至2025年6月20日 10点30分，中证半导体材料设备主题指数（931743）强势上涨1.01%，成分股晶瑞电材上涨6.68%，三佳科技上涨4.14%，华峰测控上涨 3.74%，中科飞测，富创精密等个股跟涨。半导体材料ETF（562590）上涨0.86%，冲击3连涨。最新价报1.06元。 半导体材料ETF（562590），场外联接（华夏中证半导体材料设备主题ETF发起式联接A：020356；华夏中证半导体材料设备主题ETF发起式联接C： 020357）。 每日经济新闻 行业消息层面，二维半导体企业原集微科技（上海）有限公司（下称 "原集微"）近期动作不断，日前连续完成数千万元种子及 Pre - 天使轮融资，所融资金 将助力其快速推进产业化；不久前，原集微科技二维半导体工程化验证示范工艺线在上海启动，这也是全国首条全自主的二维半导体集成电路工程化示范 线。 国内半导体产业链条及配套生态日趋成熟、完善，为前沿技术发展筑牢根基。以二维半导体为例，虽属行业前沿技术，但原集微的项目推进路径清晰，从实 验室技术突破，到工艺线建设，再到融资落地，正加速迈向产业化与商业化应用。不过，就现有硅基半导体产业链及工艺体系而言， ...

据 IPO早知道消息， 原集微科技（上海）有限公司（以下简称 "原集微"） 日前 连续完成数千万元 种子及 Pre-天使轮融资，由中科创星、复容投资孵化并连续投资，司南园科等机构共同出资。融资 资金将用于原集微科技快速推进产业化。 随着芯片制程逼近物理极限，摩尔定律的延续性备受挑战。硅基先进制程不仅在工艺复杂度上呈指数 级上升，成本飙升，而且电子在三维材料中的输运受干扰显著，漏电问题频出，且面临功耗瓶颈，传 统硅基芯片的微缩之路愈发艰难。 在下一代半导体材料探索中，二维半导体材料凭借 "原子级厚度"的独特优势崭露头角，其在降低漏 电、控制功耗、减少工艺步骤、降低制造成本等方面均具有三维材料无可比拟的优势，是业界公认的 延续摩尔定律的关键材料之一。对此，工业界和学术界也一直在探索二维材料的半导体新制程及产业 化落地方案。全球半导体巨头如台积电、三星、英特尔等已将二维半导体列为3-5纳米节点后硅基替 代方案，欧洲微电子中心（IMEC）更将其明确为1纳米及以下节点的重要材料体系。 成立于 2025年 的 「原集微」是复旦大学微电子学院包文中教授依托其在半导体领域十余年的研究 成果而创办的产业化企业，致力于研发制造超 ...

中科创星表示，复旦大学包文中团队在二维半导体材料、工艺方面具有深入的研究和长期的积累，原集 微作为包文中二维半导体技术成果转化的公司，中科创星参与了团队和公司的超前孵化，推动了项目从 技术验证到成果转化。未来，期待原集微在更先进制程二维半导体器件和逻辑电路方向上将实现快速验 证迭代，占据国内二维半导体应用的商业化先机。 近日，二维半导体企业原集微科技（上海）有限公司（简称"原集微"）宣布连续完成数千万元种子及 Pre-天使轮融资，由中科创星、复容投资孵化并连续投资，司南园科等机构共同出资。融资资金将用于 原集微科技快速推进产业化。 原集微由复旦大学微电子学院研究院研究员包文中于2025年创办。 6月13日，原集微宣布启动二维半导体工程化验证示范工艺线。原集微计划2026年实现硅基28纳米性能 的二维半导体集成芯片，并实现和硅基材料的异质集成，2029年全球量产首款基于二维材料的低功耗边 缘算力芯片。 包文中介绍，晶体管是芯片的最基本元件，它就像是受水龙头控制的水管，而水流就是电子。而当水管 越做越小后，水管内壁很难加工光滑，流不畅、关不紧的问题就随之而来。 据悉，当集成电路进入3nm以下技术节点，传统芯片制造 ...

《科创板日报》14日讯，原集微二维半导体工程化验证示范工艺线日前宣布正式启动。上海市科委先进 材料技术处处长方浩在启动仪式上表示，二维半导体是后摩尔时代的关键技术，上海市科委正积极制定 具体行动方案，支持二维半导体等前沿技术的发展，并希望通过公共平台建设、产业园区打造等方式， 促进产业链上下游企业的集聚与发展。（记者 郭辉） 原集微二维半导体工程化验证示范工艺线启动 ...

内容概要：二维材料是一大类材料的统称，指的是在一个维度上材料尺寸减小到极限的原子层厚度，而 在其他两个维度，材料尺寸相对较大。最典型也是最早实验证明的二维材料是石墨烯。2004年，K. S. Novoselov等人在Science杂志发表文章，报道了通过机械剥离的方法从高取向的裂解石墨中获得了石墨 烯，且证明了其独特优异的电学性质。自此之后，以石墨烯为代表的二维材料获得了快速的发展，新的 二维材料如雨后春笋般涌现。得益于其原子层厚度方向上的量子局限效应，这些二维材料展示出与其对 应的三维结构截然不同的性质，因此受到了科学界和工业界的广泛关注。面对摩尔定律逼近物理极限的 全球性挑战，具有单个原子层厚度的二维半导体是目前国际公认的破局关键。台积电、英特尔和 IMEC 等大型企业纷纷加速布局二维半导体赛道，在二维半导体材料研究和集成方面投入了大量资金，推动产 业由实验室迈向规模化。数据显示，2024年全球二维半导体材料市场规模达18亿美元，其中石墨烯为最 大细分市场，这主要得益于其优越的导电性和机械强度，占比45%。过渡金属二硫族化合物(TMDs)因 其独特的电子性质和在各种应用中的多功能性而成为第二大细分市场，占 ...

韩国媒体称，中国正通过引进韩国顶尖人才，与美国争夺高科技主导权。两名韩国国宝级半导体专 家在退休后受冷落，近日已被中国高校任用。 据韩国《中央日报》报道，知名碳纳米管专家李永熙已受聘湖北工业大学，任职当地的半导体与量 子研究所。此前担任基础科学研究院（IBS）纳米结构物理研究团团长的李教授，在退休后因未能 找到韩国本土的稳定研究岗位，最终选择前往中国发展。 早在去年，理论物理学家、韩国高等科学研究院副院长李基明在退休后，也已受聘于中国 雁栖湖 应用数学研究院担任教授。李英熙与李基明分别于2005年（首批）与2006年（第二批）被韩国教 育部与韩国研究财团评选为"国家学者"，但二人在韩国却未能继续其学术生涯。 据了解，李英熙自2012年起领导的IBS纳米结构物理研究团队，在碳纳米管、石墨烯、水分解催化 剂、二维半导体结构等领域取得诸多成果，自2018年起一直稳居全球学术论文被引用次数前1%。 然而2023年底，随着其退休，该研究团队也随之解散。 根据IBS规定，研究团队的负责人必须为"本国大学的专任教授"，一旦负责人退休，团队亦随之终 止。20多名研究员流散至国内外大学与研究机构。其后李教授虽以成均馆大学非专任 ...

如果您希望可以时常见面，欢迎标星收藏哦~ 来源：内容编译自IEEE，谢谢。 中国科学家称，一块微芯片拥有近 6,000 个晶体管，每个晶体管只有三个原子厚，是迄今为止用 二维材料制成的最复杂的微处理器。 新器件采用半导体二硫化钼制成，这种材料由一层钼原子夹在两层硫原子之间构成。科学家们希 望，一旦硅材料无法继续发展，二硫化钼等二维材料能够使摩尔定律得以延续。 上海复旦大学微电子学院教授包文忠表示："尽管二维材料十多年来一直被广泛推崇，但其当前发 展的真正限制因素并非单一器件的性能，因为许多二维电子设备在实验室水平上已经运行良好。人 们之所以不断质疑二维材料的实用性，是因为缺乏可扩展、可重复且与工业流程兼容的集成技术体 系。" 这款名为RV32-WUJI的新微芯片拥有5931个采用现有CMOS技术制造的二硫化钼晶体管。研究人 员表示，相比之下，此前最大的二维逻辑电路由156个二硫化钼晶体管组成。鲍哲南表示，这些新 发现标志着"二维半导体材料从器件级实验室研究向系统级工程应用的转变，为后硅时代的半导体 技术提供了一种可行的替代方案"。 RV32-WUJI 搭 载 RISC-V 架 构 ， 能 够 执 行 标 准 ...

来源：内容编译自IEEE，谢谢。 中国科学家称，一块微芯片拥有近 6,000 个晶体管，每个晶体管只有三个原子厚，是迄今为止用 二维材料制成的最复杂的微处理器。 新器件采用半导体二硫化钼制成，这种材料由一层钼原子夹在两层硫原子之间构成。科学家们希 望，一旦硅材料无法继续发展，二硫化钼等二维材料能够使摩尔定律得以延续。 上海复旦大学微电子学院教授包文忠表示："尽管二维材料十多年来一直被广泛推崇，但其当前发 展的真正限制因素并非单一器件的性能，因为许多二维电子设备在实验室水平上已经运行良好。人 们之所以不断质疑二维材料的实用性，是因为缺乏可扩展、可重复且与工业流程兼容的集成技术体 系。" 这款名为RV32-WUJI的新微芯片拥有5931个采用现有CMOS技术制造的二硫化钼晶体管。研究人 员表示，相比之下，此前最大的二维逻辑电路由156个二硫化钼晶体管组成。鲍哲南表示，这些新 发现标志着"二维半导体材料从器件级实验室研究向系统级工程应用的转变，为后硅时代的半导体 技术提供了一种可行的替代方案"。 如果您希望可以时常见面，欢迎标星收藏哦~ RV32-WUJI 搭 载 RISC-V 架 构 ， 能 够 执 行 标 准 ...