在全球半导体行业中,卡住八年的摩尔定律终于被中国团队打破。2026年1月6日,上海浦东的一间洁净室里,一项重大突破宣告诞生。这里是国内首条二维半导体工程化示范线,从建设到设备安装仅花费一百天。这条试验线是复旦大学的科研成果孵化所需的巨大投资,共计近五亿元,所产出的成果是名为“无极”的微处理器,这是人类首颗在原子层薄膜上实现运行的芯片。在仅有0.65纳米厚的二硫化钼晶圆上,成功刻下五千九百个晶体管,使得全球复杂电路的记录翻了五十倍,同时使用的是开源的RISC-V架构,其待机功耗仅为传统硅基芯片的五分之一。
以往,许多人把突破摩尔定律看作是学术概念,而现在中国芯片的成功,则为这一理念提供了实实在在的生产路径。摩尔定律的核心关系到半导体行业,特别是理解其逐渐失效的现象,这是当前技术发展的关键。过去几年,公众对指数增长的理解很有限,但新冠疫情的传播让大家意识到了这一点。然而,对于半导体行业的增长,还是存在不少误解。
摩尔定律最初并不是为CPU提出的,而是从DRAM产品中总结出来的。最早的研究发现,DRAM的结构非常简单,几乎每一年半到两年便能使芯片尺寸缩小一半,因此同一片晶圆上的芯片数量也能够翻倍,产能显著提高。摩尔定律在DRAM领域得到了充分的体现,使得尺寸缩小后生产成本降低,竞争力提升。
这段历史的发展,像是武侠小说中快速成就的武功,虽然有不胜枚举的问题,但效果显著,让芯片价格在十年内下降了百倍,二十年后更是达到一万倍。然而,关于存储芯片价格的报告往往缺乏深入分析,实际上,2007年至2012年间DRAM价格的下跌幅度远不及人们的想象。如今,DRAM价格的波动也表明了这一市场的摩尔定律早已失效。
很多人现在对于AI热度退却后存储需求是否会下降持有疑虑,然而这是对存储行业周期本质的误解。原本的存储周期由供应和需求两方面的指数增长驱动,供应端每两年翻倍,需求端三年翻倍。然而,由于供应端增长的停滞,此周期自然解体。如今半导体行业的瓶颈主要存在于供给端,突破摩尔定律的传统模式已经不再可行。
随着摩尔定律的失效,单纯依靠缩小尺寸已经无法实现产能的快速提升,所有环节如光刻机、晶圆、厂房及技术人员的投入都必须同步进行,这是物理规律所决定的,而打破这一瓶颈的关键在于二维半导体新材料。行业的根本性变革是必然的,因为能耗和发热成为最大的障碍,而为了打破这一限制,就必须提升存储与计算间的数据传输效率。
现有的冯诺依曼架构虽然为产业发展奠定了基础,但其效率瓶颈愈发明显。虽然有过渡产品如HBM仍在市场中维持,但本质上它们还是DRAM结构的延续,缺乏长期的可持续性。然而,现在中国团队凭借二维半导体的技术,实现了飞跃,开辟了新的赛道。
展望未来,中国已经在半导体技术上占据了先机。“无极”的成功不仅展示了五千九百个晶体管的技术奇迹,更说明了新赛道的广阔潜力,原有的生产能力大部分仍能得以利用。随着逐渐打开的专利通道,中国将在2029年力争达成等效1纳米工艺的目标。这种薄如蝉翼的芯片承载着国家突破困境的重任,未来的赛道将让我们进一步领跑。
2026-10-15
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