復(fù)旦大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)研制“無極”32位二維半導(dǎo)體微處理器

中國教育報(bào)-中國教育新聞網(wǎng)訊（記者 任朝霞）近期，復(fù)旦大學(xué)周鵬、包文中聯(lián)合團(tuán)隊(duì)突破二維半導(dǎo)體電子學(xué)集成度瓶頸，成功研制全球首款基于二維半導(dǎo)體材料的32位RISC-V架構(gòu)微處理器“無極（WUJI）”。在32位輸入指令的控制下，“無極”可以實(shí)現(xiàn)最大為42億的數(shù)據(jù)間的加減運(yùn)算，支持GB級(jí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和訪問，以及最長可達(dá)10億條精簡(jiǎn)指令集的程序編寫。

面對(duì)摩爾定律逼近物理極限的全球性挑戰(zhàn)，具有原子層厚度的二維半導(dǎo)體是目前國際公認(rèn)的破局關(guān)鍵。歷經(jīng)國際學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界十余年攻關(guān)，科學(xué)家們已掌握晶圓級(jí)二維材料生長技術(shù)，并成功制造出只有數(shù)百個(gè)原子長度、若干個(gè)原子厚度的高性能基礎(chǔ)器件。但要將這些“原子級(jí)精密元件”組裝成完整的集成電路系統(tǒng)，卻始終受困于工藝精度與規(guī)模均勻性的協(xié)同良率控制難題，過去最高集成度僅停留在數(shù)百晶體管量級(jí)，始終未能跨越功能性微處理器的技術(shù)門檻。

經(jīng)過5年技術(shù)攻關(guān)和迭代，復(fù)旦大學(xué)周鵬、包文中聯(lián)合團(tuán)隊(duì)取得突破性成果：基于二維半導(dǎo)體材料（二硫化鉬MoS2）的32位RISC-V架構(gòu)微處理器“無極（WUJI）”成功問世。該處理器通過自主創(chuàng)新的特色集成工藝，通過開源簡(jiǎn)化指令集計(jì)算架構(gòu)（RISC-V），在國際上實(shí)現(xiàn)了二維邏輯功能最大規(guī)模驗(yàn)證紀(jì)錄（集成5900個(gè)晶體管），完成了從材料到架構(gòu)再到流片的全鏈條自主研發(fā)。

“我們用微米級(jí)的工藝做到納米級(jí)的功耗。而極低功耗的CPU可以助力人工智能更廣泛應(yīng)用。”周鵬說。

復(fù)旦團(tuán)隊(duì)在二維半導(dǎo)體集成電路領(lǐng)域深耕10余年。特別是團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新開發(fā)的AI驅(qū)動(dòng)的一貫式協(xié)同工藝優(yōu)化技術(shù)，通過“原子級(jí)界面精準(zhǔn)調(diào)控+全流程AI算法優(yōu)化”雙引擎，實(shí)現(xiàn)了從材料生長到集成工藝的精準(zhǔn)控制。

北京時(shí)間2025年4月2日晚，相關(guān)成果以《基于二維半導(dǎo)體的RISC-V 32比特微處理器》為題發(fā)表于《自然》雜志。復(fù)旦大學(xué)集成芯片與系統(tǒng)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室包文中和周鵬為論文通訊作者，博士生敖明睿、周秀誠為論文第一作者。