北大 "鉍基芯片" 橫空出世：硅時代，再見！

北京大學正大步邁入后硅時代與埃米級（?ngstr?m）半導體領域。該校研究團隊近日在《自然》雜志發表論文，宣布成功研制全球首顆二維低功耗全環繞柵場效應晶體管（GAAFET），這項由彭海林教授、邱晨光教授領銜的跨學科成果，被團隊成員稱為 "里程碑式突破"。

彭海琳團隊合影（右一為彭海琳）

技術核心：從 "硅基捷徑" 到 "二維換道"

北大團隊制備出論文所述的 "晶圓級多層堆疊單晶二維全環繞柵結構"。何為二維環柵晶體管？顧名思義，“二維”指二維半導體材料、“環柵”表示柵極全環繞包圍半導體溝道的結構。二維環柵晶體管是未來集成電路芯片功耗縮放與性能釋放的最優解之一，這已成為學術界和工業界的共識。彭海林在接受《南華早報》采訪時強調："這是史上速度最快、效率最高的晶體管。若將基于現有材料的芯片創新比作 ' 走捷徑 '，我們的二維材料晶體管研發則是 ' 換道超車 '。"

團隊測試顯示，該晶體管在相同工況下性能超越英特爾、臺積電、三星等廠商的同類產品。要理解這項突破，需從GAAFET 技術演進說起：

· MOSFET（平面柵）：柵極僅控制源極單平面

· FINFET（鰭式柵）：柵極包裹源極三平面

· GAAFET（全環繞柵）：柵極 360° 包圍源極（如三星 MBCFET 技術）

作為 3 納米及以下制程的核心技術，GAAFET 并非新概念。北大的革命性在于用二維材料替代硅基—— 選用的 ** 硒氧化鉍（Bi?O?Se）** 是近年研究熱點，其原子級厚度（~1 納米）不僅解決了硅基 10 納米以下載流子遷移率衰減問題，還兼具柔性與穩定性。

從硅到鉍：中國半導體的 "破局之路"

這項堆疊二維晶體管的突破，對中國半導體產業意義非凡。它能夠繞過光刻機封鎖，因受美國芯片禁令影響，中國無法獲取支撐 7nm 以下制程的EUV光刻機，而二維材料晶體管可通過材料創新跳過傳統光刻路徑，實現埃米級（1?=0.1nm）精度。

并且，論文指出，鉍基材料在 1nm 以下節點的性能潛力，或使中國在制程競賽中 "彎道超車"，而非單純追趕。

值得注意的是，團隊特別提到技術的量產可行性——其晶圓級制備工藝兼容現有產線，無需重建基礎設施，這為從實驗室到產業化縮短了周期。

中美技術博弈下的 "時間賽跑"

隨著美國考慮擴大對 GAAFET 技術的出口管制，中國科研團隊正與 "技術冷戰" 賽跑。當西方試圖用禁令筑起高墻，我們選擇在材料維度開辟新戰場。二維半導體不僅是技術突破，更是戰略選擇。 

盡管 2D GAAFET 未必是未來主流，但這項研究標志著中國青年科研群體的創新銳氣 —— 在芯片戰爭的硝煙中，他們用鉍原子級的突破，為半導體產業寫下 "另一種可能"。（技術細節基于《自然》論文及北大官網聲明）