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]

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 ...

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 ...

② 鸿海，2025年3月销售额5521亿元新台币/同比增长23%/2025年第一季 度销售额1.64万亿元新台币/同比增长24.2%/鸿海表示/第二季度的运营前 景预计将实现环比和同比增长/但需持续密切关注全球政治和经济形势的变化 影响/ ③ 集微网，据多家媒体报道/立讯精密计划于2025年在香港上市/预计融资 20亿至30亿美元（约合145亿至218亿元人民币）/目前已与多家投行磋商/ 即将委任承销商启动流程/ ④ 电子工程专辑，复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室周鹏/包文中联 合团队/宣布成功研制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"/该芯片集成 5900 个晶体管，突破二维半导体电子学工程 化瓶颈/ 行情速递 ① 主板领涨，读者传媒（+5.69%）/横店影视（+4.60%）/深圳华强（+3.99%）/振华科技 （+3.93%）/ ②创业板领涨， 四方精创（+6.84%）/果麦文化（+5.93%）/ ③科创板领涨， 智明达（+4.44%）/纳芯微（+3.68%）/ ④活跃子行业， SW教育出版（+1.69%）/ SW半导体设备（+1.01%）/ 国内新闻 ① 芯智讯 ...