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近期(qi)，復旦大(da)學周鵬(peng)、包文中聯合團隊(dui)突(tu)破二(er)維半導體電子(zi)學集成度瓶(ping)頸，成功研(yan)制全球首款(kuan)基(ji)于二(er)維半導體材(cai)料的32位RISC-V架構微處(chu)理(li)器“無極(WUJI)”。在(zai)32位輸(shu)入指令的控制下，“無極”可以實現最(zui)大(da)為42億的數據間的加減運算(suan)，支持GB級數據存儲和(he)訪問，以及最(zui)長可達10億條精(jing)簡指令集的程(cheng)序編寫。
面對摩爾定律逼近物(wu)理極(ji)限的(de)(de)全球性(xing)(xing)挑戰，具有(you)原子層厚度(du)(du)的(de)(de)二維半(ban)導體是目前國際公認的(de)(de)破局關(guan)(guan)鍵。歷經國際學術界與(yu)產業(ye)界10余(yu)年攻關(guan)(guan)，科學家們已掌握晶圓級(ji)二維材料生長(chang)(chang)技(ji)術，并成功(gong)制造出只有(you)數(shu)百個原子長(chang)(chang)度(du)(du)、若干(gan)個原子厚度(du)(du)的(de)(de)高性(xing)(xing)能(neng)基礎器件。但要將(jiang)這(zhe)些“原子級(ji)精密元(yuan)件”組裝成完整的(de)(de)集成電路系統，卻始(shi)終(zhong)(zhong)受困于工藝精度(du)(du)與(yu)規模(mo)均勻(yun)性(xing)(xing)的(de)(de)協同良率控(kong)制難(nan)題，過去(qu)最(zui)高集成度(du)(du)僅停留(liu)在數(shu)百晶體管量級(ji)，始(shi)終(zhong)(zhong)未能(neng)跨越(yue)功(gong)能(neng)性(xing)(xing)微處理器的(de)(de)技(ji)術門檻。
經過5年技術攻關和迭代，復(fu)旦大學(xue)周鵬(peng)、包文中聯(lian)合團隊取得突破性成果：基于二維半導體材料(liao)(二硫化鉬(mu)MoS2)的32位RISC-V架(jia)構微處理器(qi)“無極(WUJI)”成功問世(shi)。該處理器(qi)通(tong)過自主(zhu)(zhu)創新的特色(se)集(ji)成工(gong)藝，通(tong)過開源簡(jian)化指令集(ji)計算架(jia)構(RISC-V)，在國(guo)際上實現了二維邏輯功能最大規模驗證紀錄(集(ji)成5900個晶體管)，完成了從材料(liao)到(dao)架(jia)構再到(dao)流片的全鏈(lian)條自主(zhu)(zhu)研發。
“我們用(yong)微米級(ji)的工藝做到納米級(ji)的功(gong)耗。而極低功(gong)耗的CPU可以(yi)助力人工智(zhi)能更廣泛應(ying)用(yong)。”周(zhou)鵬說。
北京(jing)時(shi)間(jian)2025年4月2日晚，相(xiang)關成果以《基于二維半導(dao)體(ti)的RISC-V32比特微處理(li)器》為題發表于《自然》雜志。
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