南京大学两大科研团队研制出两款芯片,九项技术登顶世界巅峰
0.6纳米二硫化钼芯片,拥有原子级超薄基材,为当前全球最薄芯片材料
长期以来,全球高端芯片产业被西方国家牢牢把控,西方企业凭借先进硅基芯片制造设备,也就是荷兰EUV极紫外光刻机,构筑起严密的技术壁垒,以此制约我国半导体行业发展。想要打破外部垄断,单纯沿着传统芯片制造路线追赶,耗时漫长,难度极大。南京大学缪峰、王欣然分别带领两支科研团队,深耕前沿半导体全新技术赛道,接连推出两款具有划时代意义的自研芯片,依靠自主创新工艺绕开光刻机桎梏,接连取得多项打破世界纪录的重大技术突破,在人工智能算力芯片、二维材料处理器两大领域实现弯道超车,九项核心技术指标登顶全球,为我国芯片自主化发展开辟出一条全新道路。
第一,缪峰教授与梁世军教授领衔的科研团队研发(存算一体AI芯片)。这款芯片拥有三项世界级技术突破。第一项,生产制造摆脱荷兰EUV高端极紫外光刻机限制,依托国内成熟的180纳米CMOS工艺,使用国产普通光刻机就可以完成全部生产流程,彻底规避海外设备卡脖子风险。第二项,芯片专门面向人工智能海量矩阵运算,运算速度达到国际主流普通高端芯片的1000倍。常规高端显卡需要一整天才能完成的海量运算任务,该芯片仅仅一分钟便可全部运算完毕,算力优势极其悬殊。第三项,芯片功耗仅为传统芯片的百分之一,同时刷新全球同类型模拟存算一体芯片运算精度的世界纪录。放眼全球,国外科研机构的同类项目研发进度明显滞后,综合研判,海外科研团队至少需要五至八年时间,才能够追平我国当下已经达成的技术水准。未来这款芯片可以大规模部署在全国各大人工智能算力中心,能够大幅度降低算力设施能耗,全面提升我国智能计算硬件的自主可控能力,赋能人工智能产业高质量发展。
第二,王欣然教授、邱浩副教授组建的科研团队研发(梦启‑1000二硫化钼二维芯片)。该项目拥有六项全球首创以及技术领先成果。第一项,芯片核心材料为0.6纳米厚度的二硫化钼,达到原子级超薄结构,是目前全世界已知最薄的芯片基材,对比当下台积电量产2纳米芯片、全球前沿技术冲刺1纳米的研发现状,该项材料技术已经实现大幅度领先,其他国家暂时无法研制出同等规格的原材料。第二项,芯片制备全程采用化学气相沉积、分子束外延自主合成工艺,完全不需要EUV高端光刻机,从底层材料层面绕开西方光刻设备封锁,跳出硅基芯片固有制造体系。第三项,这是全世界第一颗可以稳定运行的二维材料并行微处理器,实现二维芯片从单一元器件到完整处理器的跨越。第四项,芯片内部晶体管集成密度,相比此前国际最高纪录直接提升14倍。第五项,芯片整体功耗仅有传统硅基芯片的百分之十至二十,能耗控制水平位居全球首位。第六项,率先完成二维材料处理器整体架构工程化验证,确立下一代半导体技术的研发范式。目前海外二维半导体领域的研究,仅仅停留在零散器件的实验室测试阶段,距离研发出能够正常工作的完整处理器还有巨大差距,在很长一段时间内无法实现技术反超。二维芯片的技术落地,代表我国率先抢占下一代半导体材料技术制高点,为未来芯片持续小型化、低功耗化奠定坚实的技术根基。
综合统计,两款芯片合计取得九项领先于世界的重大技术成果。存算一体AI芯片实现三项技术突破,二维芯片实现六项技术突破。这一系列重磅科研成果,充分印证我国前沿芯片科研实力已经跻身世界最前列。不再被动跟随西方国家的芯片技术路线,凭借原创性科研成果主动开辟全新赛道,依靠自主研发牢牢掌握核心技术,彻底打破西方在半导体领域长期垄断的格局,对我国今后半导体产业整体发展,具备十分深远的战略意义。











