我国在半导体领域又传来好消息!就在1月30日,东南大学与南京大学的科研团队联手,成功突破6英寸二维半导体单晶的量产核心技术,相关成果发表于国际顶级期刊《科学》。这项进展不仅标志着我国在后摩尔时代新材料研发上迈出关键一步,也为未来芯片产业的自主化发展注入了强劲动力。
“氧辅助”技术破解二维半导体生长难题
传统硅基晶体管尺寸已逼近物理极限,全球都在寻找替代材料。以二硫化钼为代表的二维半导体因其优异电学性能,被视为最有潜力的非硅新材料。然而,其产业化长期受限于两大瓶颈:一是难以实现大面积、高质量的单晶薄膜生长;二是传统金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术存在反应速率慢、碳污染严重等问题。
此次,王金兰、王欣然团队创新提出“氧辅助金属有机化学气相沉积技术”,通过在预反应腔中引入氧气,使氧气与前驱体在高温下充分反应,将反应速率提升两到三个数量级(约1000倍以上)。这一策略不仅大幅加快了晶畴生长速度,还将晶畴尺寸从百纳米级提升至数百微米,并实现有序排列,彻底解决了碳污染问题。
从6英寸迈向12英寸,产业化进程加速
实验结果显示,团队已成功制备出6英寸高质量二硫化钼单晶薄膜,这是目前该领域最大尺寸的均匀外延生长成果之一。更重要的是,该技术兼容现有半导体产线主流工艺,为后续规模化生产奠定了基础。
王欣然表示,团队目前已掌握衬底工程和生长动力学调控等关键技术,正加紧研发新型气相沉积设备,目标是向12英寸晶圆迈进——这正是当前主流集成电路产线的标准尺寸。《科学》期刊的审稿人评价称,这项研究攻克了长期困扰行业的动力学限制与杂质控制难题,对推动二维半导体从实验室走向生产线具有重要意义。
国产替代逻辑强化,半导体材料板块迎长期机遇
尽管当日半导体材料相关ETF出现小幅回调,但业内普遍认为,此次技术突破进一步凸显了我国在高端半导体材料领域的自主创新能力和国产化替代紧迫性。光大证券指出,在地缘博弈加剧背景下,“供应安全+国产化替代”逻辑持续强化,叠加AI算力、HBM等新兴需求驱动,半导体材料与设备行业将迎来技术门槛与市场需求双升的新阶段。
可以预见,随着这类核心技术不断取得突破,我国在下一代半导体赛道的竞争优势将逐步显现。
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