復旦大學科研團隊研制“無極”32位二維半導體微處理器

中國教育報-中國教育新聞網(wǎng)訊（記者 任朝霞）近期，復旦大學周鵬、包文中聯(lián)合團隊突破二維半導體電子學集成度瓶頸，成功研制全球首款基于二維半導體材料的32位RISC-V架構微處理器“無極（WUJI）”。在32位輸入指令的控制下，“無極”可以實現(xiàn)最大為42億的數(shù)據(jù)間的加減運算，支持GB級數(shù)據(jù)存儲和訪問，以及最長可達10億條精簡指令集的程序編寫。

面對摩爾定律逼近物理極限的全球性挑戰(zhàn)，具有原子層厚度的二維半導體是目前國際公認的破局關鍵。歷經(jīng)國際學術界與產(chǎn)業(yè)界十余年攻關，科學家們已掌握晶圓級二維材料生長技術，并成功制造出只有數(shù)百個原子長度、若干個原子厚度的高性能基礎器件。但要將這些“原子級精密元件”組裝成完整的集成電路系統(tǒng)，卻始終受困于工藝精度與規(guī)模均勻性的協(xié)同良率控制難題，過去最高集成度僅停留在數(shù)百晶體管量級，始終未能跨越功能性微處理器的技術門檻。

經(jīng)過5年技術攻關和迭代，復旦大學周鵬、包文中聯(lián)合團隊取得突破性成果：基于二維半導體材料（二硫化鉬MoS2）的32位RISC-V架構微處理器“無極（WUJI）”成功問世。該處理器通過自主創(chuàng)新的特色集成工藝，通過開源簡化指令集計算架構（RISC-V），在國際上實現(xiàn)了二維邏輯功能最大規(guī)模驗證紀錄（集成5900個晶體管），完成了從材料到架構再到流片的全鏈條自主研發(fā)。

“我們用微米級的工藝做到納米級的功耗。而極低功耗的CPU可以助力人工智能更廣泛應用。”周鵬說。

復旦團隊在二維半導體集成電路領域深耕10余年。特別是團隊創(chuàng)新開發(fā)的AI驅動的一貫式協(xié)同工藝優(yōu)化技術，通過“原子級界面精準調(diào)控+全流程AI算法優(yōu)化”雙引擎，實現(xiàn)了從材料生長到集成工藝的精準控制。

北京時間2025年4月2日晚，相關成果以《基于二維半導體的RISC-V 32比特微處理器》為題發(fā)表于《自然》雜志。復旦大學集成芯片與系統(tǒng)全國重點實驗室包文中和周鵬為論文通訊作者，博士生敖明睿、周秀誠為論文第一作者。