中国研究团队宣布研发出晶圆级二维半导体 FPGA,这一成果可能推动二维材料向实用计算架构拓展迈出重要一步。该器件由复旦大学与绍兴实验室联合开发,通过晶圆级二维半导体工艺实现了可重构数字逻辑功能。
这项研究具有参考价值,因其聚焦二维半导体集成这一新兴技术领域 —— 该领域正因抗辐射、低功耗电子应用,吸引国际社会日益增长的研究关注。
迈向复杂二维半导体系统
据Yuecheng/Buildface报道,该团队将约 4000 个晶体管集成到功能性 FPGA 阵列中,在单一工艺流程内实现了二维数字逻辑与 2T 存储单元的结合。这一方案不同于早期二维材料原型,后者通常聚焦于孤立逻辑电路或小型微处理器演示器件。
研究人员称,该器件是首款基于二维材料的晶圆级 FPGA,通过单次流片实现逻辑与存储单元的统一制造。其架构包含 9 个可配置逻辑块和近 300 个配置位,可在同一物理器件上编程实现加法器、乘法器、计数器等功能。
对于追踪先进半导体研究的工程师而言,该项目表明二维材料已超越基础晶体管演示阶段,向更高集成度、系统级结构发展,成熟度显著提升。
抗辐射特性与目标应用
已发表资料中的测试结果显示,该器件在总电离剂量达 10 兆拉德的辐射环境下仍能正常工作,表明二维半导体薄膜可能天然具备抗辐射特性,适用于航空航天电子设备。若经独立研究验证,这一特性可降低卫星子系统对厚重屏蔽的依赖。
研究团队还强调其在边缘人工智能(edge-AI)和物联网(IoT)负载场景的潜在应用价值。与传统 FPGA 类似,其可重构架构支持特定 AI 任务的硬件加速或逻辑快速原型开发,有望缩短专用集成电路(ASIC)开发相关的设计周期。
本土生态背景
该项目是绍兴实验室研究平台的一部分,隶属于浙江省区域半导体发展计划。尽管目前仍处于研究阶段,相关机构表示后续可能在本地开展工艺优化和中试线评估。
此前该实验室已推出 “无限 / 无极” 二维半导体芯片,此次 FPGA 研究将范围从微处理器式逻辑拓展至逻辑 - 存储混合集成。两者均被视为推动二维半导体技术向更高工程化、可制造性器件发展的重要进展。
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