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，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（WUJI）”。

复旦大学周鹏、包文中联合团队取得重大突破，成功研制出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（WUJI）”，成果于4月2日发表于《自然》期刊。面对摩尔定律逼近极限的困境，二维半导体成为破局关键。团队历经五年攻关，突破工艺瓶颈，使“无极”芯片集成5900个晶体管，反相器良率达99.77%。通过创新工艺及AI优化，实现全链条自主研发。此成果为我国在新一代芯片材料研制中抢占先机，有望推动电子与计算技术进入新纪元。 

相关成果于北京时间 2025 年 4 月 2 日晚间发表于《自然》期刊。

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研究背景：

硅基芯片制造中摩尔定律接近物理极限，二维半导体被视为破局关键。

国际上已掌握二维材料生长技术并制造出高性能基础器件，但集成度最高仅 115 个晶体管（2017 年奥地利维也纳工业大学团队实现），工程化应用存在技术瓶颈。

技术突破：

高集成度：基于二维半导体材料（二硫化钼 MoS₂）制造，集成 5900 个晶体管，实现二维逻辑芯片最大规模验证纪录。

高良率：反相器良率高达 99.77%，具备单级高增益和关态超低漏电等优异性能。

工艺创新、架构优势

采用柔性等离子 (Plasma) 处理技术等低能量工艺，避免高能粒子对材料损害。

通过 “原子级界面精准调控 + 全流程 AI 算法优化” 的双引擎，实现从材料生长到集成工艺的精准控制，筛选出最优工艺参数组合。

采用 RISC-V 架构，对接全球技术标准，可自主构建用户生态，不受制于国外厂商架构和 IP 专利。

技术验证：在 1kHz 时钟频率下，千门级芯片可串行实现 37 种 32 位 RISC-V 指令，满足 32 位 RISC-V 整型指令集（RV32I）要求，集成工艺优化程度和规模化电路的验证结果达到国际同期最优水平。

RISC-V作为一种开源简化指令集计算架构，已逐渐成为当前芯片研发领域的主流选择。本次研发的芯片正是采用RISC-V架构作为设计基础。

自主研发与产业化前景：

实现从材料、架构、流片的全链条自主研发，二维半导体集成工艺中 70% 左右工序可沿用现有硅基产线成熟技术，核心二维特色工艺构建包含 20 余项工艺发明专利的自主技术体系。

未来计划进一步提高芯片集成度，寻找搭建稳定工艺平台，推动与现有硅基生产制造线融合，实现规模化商业应用。

二维芯片有望适用于物联网、边缘算力、AI 推理等前沿计算场景，推动人工智能更广泛应用。

论文信息

复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室、浙江绍芯实验室（绍兴复旦研究院）、微电子学院周鹏和包文中为论文通讯作者，博士生敖明睿、周秀诚为论文共同第一作者，研究得到多项目资助和教育部创新平台支持，论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-025-08759-9 。

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