以前,大家老是想着要把芯片做小、做得快,结果发现硅基芯片好像到了个尽头,发展也慢下来了。这时候,大家就把目光投向了二维半导体材料,像二硫化钼这类,因为它特别薄、电学性能又好,看起来是个不错的方向。可问题是,怎么把高质量、大面积的二维薄膜给批量做出来呢?以前主要靠一种叫金属有机化学气相沉积的技术,虽然跟现在的半导体厂生产线能接上,可它也有两个大麻烦:一是长膜太慢,根本赶不上工厂的生产速度;二是原料分解时会留下不少含碳的杂质,搞得薄膜不均匀,电学性能也变差。这些毛病让二维半导体一直只能待在实验室里,没法真正用在做芯片上。 为了对付这些难题,南京大学和东南大学的两个团队合作搞了个新项目。他们想出了个“氧辅助”的新招,就是在做膜的时候往里头通点氧气。这样一来,氧气在高温下就能跟原料里的碳反应掉,把杂质给清除了。实验结果也很喜人,用这种方法做出来的6英寸二硫化钼薄膜,生长速度一下子提高了几百倍,质量也比以前好多了。这个突破不光说明咱们国家在前沿材料研究上有实力,对整个产业来说意义也很大。技术上解决了动力学限制和污染控制的老问题;产业上要是能让二维半导体跟现在的硅基产线好好融合,芯片在功耗和集成度上说不定能有个大的进步。 现在研究团队已经把衬底工程和生长动力学调控这几个关键技术给拿下了,正在加紧研发适合12英寸晶圆的设备。以后随着工艺更成熟、设备迭代更新,二维半导体说不定就能用到高性能计算、物联网或者柔性电子这些新地方。咱们科研团队在这块领域一直这么深耕细作,既展示了自主创新的韧性,也给全世界提供了一个参考。今天科技竞争这么激烈,光有理论不行,还得打通产学研这条路才行。这项成果告诉我们:搞未来产业既要有仰望星空的科学眼光,也要有脚踏实地的工艺本事。只有这样才能真正把创新主动权攥在自己手里。