再次登頂！新區企業“帽子戲法”

在科學研究的舞臺上，《Cell》《Nature》 《Science》 并稱為“CNS三大頂級期刊”， 三大頂刊 發表的論文含“金”量可謂是全球公認的頂尖水平。

繼世和基因早篩成果登上《Nature》，馴鹿生物CAR-T療法登上《Cell》之后，國際頂級學術期刊，再度出現新區身影。

近日，新區企業南京極鉬芯科技有限公司（后簡稱“極鉬芯科技”）與南京大學科研團隊深度合作，在《Science》上發表了關于二維半導體單晶制備突破性研究的論文。

極鉬芯科技登上《Science》

代表著來自新區的

集成電路關鍵材料與裝備力量

正贏得全球矚目

如 此厲害的研究成果，到底討論了什么呢？ 今天，咱們就將這些晦澀的詞匯，換成通俗的語言，帶大家一起認識這家實力強勁的科技公司以及發表在《Science》上的研究成果。

在集成電路領域，有一個非常著名的“預言”——摩爾定律。它預測，在成本不變的情況下，一塊芯片上能容納的晶體管數量，大約每過18到24個月就會翻一番，同時性能也會翻倍。

成本不變，性能卻變得更強勁，這該如何做到？關鍵之一，就是材料的迭代升級。隨著器件微型化和柔性電子需求的增加，傳統半導體材料的物理極限逐漸顯現，二維半導體材料因其原子級厚度、優異的電學與光學特性成為突破方向。這就是我們今天討論的“主人公”，它也被稱為是延續“摩爾定律”的首選材料。

大家都知道，在空間概念上，“三維”是立體、“二維”是平面。傳統材料就像一塊面包，無論怎么切都是有厚度的，哪怕你切出薄片，但這片面包依然是由無數層面包分子組成。

而二維材料，就類似一張可以無限大的、只有一層原子厚的“紙”，這張“紙”的厚度就是單個原子的直徑，再也不能切割得更薄了。

所以，二維半導體就是一種只有一層或幾層原子厚度，并且具備半導體特性的“原子級薄片”。這樣的天然特性，讓同等情況下使用二維半導體制備的芯片比使用三維半導體制備的尺寸更小、功耗更低。二硫化鉬、二硫化鎢等材料，就是典型的二維半導體。

但一個現實情況是， 二維半導體這層“原子薄片”不能憑空生長，它需要一個極其平整、光滑且晶體結構匹配的表面來“附著”。這樣的“生長難題”，使得二維半導體長期難以走出實驗室。

圖 | 鑭修飾的藍寶石襯底上實現二維半導體單晶外延

在南京大學集成電路學院 王欣然 教授及其團隊的研究中，他們開發出了一個十分前沿的技術——用一種“稀土原子表面修飾技術”，在普通的藍寶石表面構建鑭單原子層，形成一個襯底，為二維半導體生長打下基礎。這就好像用藍寶石做了一個“精致完美”的“陶瓷碟”，可以順利盛下“美味的食材”二維半導體。

同時，在產業端，極鉬芯科技自主研發出一款MOCVD設備Oxy-MOCVD 200 ultra。這款設備不僅全國產化、自主可控，還在應用模式上進行創新——區別于傳統設備與系統分開售賣的情況，該款設備里直接搭載了經過驗證的優質工藝方案，用戶打開機器就能獲得使用方案，就像“傻瓜相機”一樣“即插即用”。

圖 | 二維半導體MOCVD設備Oxy-MOCVD 200 ultra

當二者“合體”，鑭表面修飾的藍寶石襯底搭配量產化的MOCVD設備，雙方便一舉實現了6英寸二硫化鉬（MoS2）、二硫化鎢（WS2）、二硒化鎢（WSe2）和二硒化鉬（MoSe2）等二維半導體單晶的普適制備。

這是全球率先突破6英寸二維半導體單晶量產化制備的案例，實現了二維半導體單晶從實驗室技術到量產化技術、從單一材料到多種材料普適性制備的跨越，也標志著我國在下一代集成電路關鍵材料與裝備領域取得重要突破，為集成電路、顯示、傳感等領域的規模化應用奠定了材料基礎。

從科研端到產業端

“研產貫通”的生動故事

不斷在新區上演

再次祝賀

極鉬芯科技與南大團隊新成果

順利登頂

素材來源 | 科技創新和大數據管理局、極鉬芯科技

文 | 周琴

發布 | 徐雅瑩、吳小榮

審核 | 王馨