随着传统硅基芯片制程逼近物理极限，漏电流上升、功耗难控等问题日益突出，成为行业继续微缩的主要制约。基于此，原子级厚度的二维半导体材料凭借较高电子迁移率和低功耗特性，被国际学界视为后摩尔时代的重要方向。复旦大学微电子学院包文中团队自2015年起系统推进二维半导体研究，先后在晶圆级材料均匀生长、超薄电路集成等环节取得突破。团队采用低能量加工技术，通过优化粒子轰击参数与退火工艺，缓解二维材料在加工中易碎裂的问题。2025年4月，团队在国际期刊《自然》发表成果，其研制的“无极”处理器完成32位指令集验证，并在微米级工艺下实现较优的功耗表现。需要指出，这个路线在工艺上可与现有硅基产线设备兼容，仅在关键环节引入自主研发装备，有助于降低产业化门槛。同年10月，团队深入发布二维/硅混合架构闪存芯片，读写性能较传统产品提升明显。2026年初，上海浦东建成国内首条二维半导体示范线，为后续技术转化提供支撑。业内专家指出，二维半导体并非替代硅基技术，而是面向特定场景的补充方案。在物联网终端、可穿戴设备等低功耗应用中，这一技术具备优势。通过材料、装备与工艺的全链条推进，我国在该新兴方向上已形成较为突出的竞争力。
从材料到芯片、从实验室到示范线，二维半导体的关注点正从“能否实现”转向“能否量产、能否稳定应用”。在全球半导体产业进入多技术路线并行阶段，谁能更快把工程化能力、供应链韧性与应用场景结合起来，谁就更可能在下一轮竞争中占据主动。二维半导体的探索不仅关乎单一芯片的性能指标，也关乎我国在关键技术迭代期构建多元路径、把握发展节奏的能力。