“续命”摩尔定律！新型半导体研发出现重大突破

最近，一种被称为2D半导体的新型半导体材料取得了连续的R&D突破未来不仅可能取代硅成为半导体原料，还可能成为摩尔定律的法宝

韩国科学技术院最近宣布，通过开发一种新的超薄电极材料，基于二维半导体的电子和逻辑器件可以自由控制其电气特性此外，南洋理工大学，北京大学和南京大学的研究团队也在2D半导体集成和材料生长方面取得了突破

与此同时，国内上市公司也在努力开发和储备相关技术，未来可能受益于这一前沿技术。

中外研究团队相继取得突破。

1965年，英特尔的联合创始人戈登·摩尔提出了著名的摩尔定律:每隔18到24个月，一个集成电路所能容纳的元件数量就会翻一番，性能也会翻一番，这意味着单位面积硅片上晶体管的物理尺寸越来越小，而数量却在不断增加但是今天，一个指甲大小的芯片可以承载100亿个晶体管，硅晶体管正在达到其物理极限摩尔定律的延续需要完全不同的新材料和设备

二维半导体就是其中之一，最近几年来被广泛期待因为传统的硅晶体管是基于三维块状半导体，所以电子很难通过纳米级的通道而二维材料可以进一步缩小晶体管的尺寸，成为原子超薄晶体片，便于电荷相对自由流动

韩国科学技术院最近几天宣布，由光电材料和器件中心的Do Kyung Hwang博士和物理系的Kimoon Lee教授领导的联合研究小组成功开发出一种新的超薄电极材料，使基于二维半导体的电子和逻辑器件可以自由控制其电气性能。

Do Kyung Hwang博士预测，开发的二维电极材料非常薄，显示出高透光率和柔韧性因此，它们可用于下一代柔性透明半导体器件

来自南洋理工大学，北京大学，清华大学和北京量子信息科学研究所的研究人员最近利用范德华力成功实现了单晶锶滴定与二维半导体的集成这种方法可以为开发新的晶体管和电子元件开辟新的可能性

单晶锶的滴定是钙钛矿氧化物以前已经发现，将钙钛矿氧化物与具有不同原子结构的材料结合几乎是不可能的可是，团队采用的智能方法成功规避了这一限制，几乎可以实现无限的材料组合

研究人员表示，他们创造的晶体管可用于制造高性能，低功耗的互补金属氧化物半导体逆变器电路在未来，他们的设备可以大规模制造，以开发低功耗的逻辑电路和微芯片

不久前，南京大学王欣然教授团队和东南大学王金兰教授团队宣布，在国际上首次实现了大面积，均匀双层二硫化钼薄膜的外延生长。

在已知二硫化钼的研究中，双层二硫化钼比单层二硫化钼具有更高的载流子迁移率和更大的驱动电流，在电子器件的应用中更具优势可是，传统生长方式获得的双层二硫化钼存在层的均匀性差，薄膜不连续的问题团队提出了衬底诱导双层成核和齐头并进的新生长机制，取得了突破

与英特尔TSMC公司的竞争

国内上市公司也在努力。

除了研究团队，商业巨头对二维半导体的研发也是如火如荼谁能领先竞争对手一步实现晶体管小型化，谁就拥有未来芯片乃至科技领域的话语权这场竞争甚至可能决定未来十年谁将是芯片霸主

在去年12月举行的IEEE国际电子设备大会上，英特尔和TSMC展示了他们针对2D半导体高电阻和低电流问题的解决方案半导体与金属接触的地方有一个尖锐的电阻点，这是目前二维半导体最大的障碍TSMC和英特尔通过使用半金属锑作为接触材料，降低了半导体和接触之间的能垒，从而实现了二维半导体和器件之间的低电阻连接

自2019年以来，TSMC一直在寻找可以取代硅的二维材料去年5月，TSMC率先宣布发现半金属铋可以用作二维半导体的键合材料，以实现极低的电阻但铋有熔点太低的缺陷，经不起后续芯片的高温处理

值得一提的是，2D半导体的R&D不仅是巨头们的战场，也是国内上市公司不可忽视的身影。

2021年9月，南京大学电子科学与工程学院王欣然教授研究组突破了二维半导体单晶制备和异质集成的关键技术，其中包括天马微电子有限公司的合作，这一突破为未来微型LED显示技术的发展提供了新的技术路线当时投资者第一时间询问深天马A，公司回复确认上述突破消息属实，公司参与了相关研究

目前二维半导体研究最多的两种材料二硫化钼和二硫化钨也有公司涉足。

专业钼生产商金钼股份有限公司去年8月正式宣布，类石墨烯二硫化钼成功应用于锂离子电池在二维半导体应用方面，公司向记者表示，二硫化钼作为尖端材料，公司已有小规模生产和销售，但目前在公司产品中占比极小，应用情况不清楚

新型家居材料领域公司德尔未来2021年6月在投资者互动平台上透露，公司控股子公司恩成石墨烯拥有二硫化钼制备设备技术储备，主要用于制备二硫化钼二维半导体材料。

不过，del future内部人士告诉记者，公司的技术储备并没有进一步推广和商业化这个技术储备和公司战略有关，具体应用还不确定