“双清论坛”近期发表的一篇综述文章，深入分析了二维材料领域的成就和战略规划，标志着半导体产业迈出了重要一步。该研究成果发表在《中国科学信息科学》期刊上。
二维信息材料布局规划未来发展路线图 图片来源：中国科学出版社
此次合作中，中国杰出专家描述了二维材料从基础研究到工业发展的进展，强调了专业工具、人工智能和产学研合作在推动这场技术革命中发挥的重要作用。
半导体微型化的新时代过去七十年来，半导体行业在推动技术进步方面发挥了重要作用，不断缩小尺寸并提高性能。在寻找基于原子级薄通道的下一代晶体管时，过渡金属二硫属化物 (TMD) 等二维材料脱颖而出，成为有希望的选择。对摩尔定律的追求导致了对创新材料和几何形状的研究。
2D 材料的战略路线图为了满足二维材料的工业标准，该评论文章强调了专门技术和工艺的必要性。它强调了材料生长、特性和电路设计的重要性，为未来十年产学合作引领二维材料研究铺平了道路。路线图的主要部分如下：
材料：精准扩大规模成功扩大生产规模对于 2D 半导体材料的未来至关重要。该行业在 2 英寸 n 型单晶圆方面取得了进展，但材料缺陷仍然是一个问题。未来的发展将主要集中在两个领域：生产具有完美缺陷控制的更大单晶和行为类似于硅的 p/n 型材料。
表征：人工智能不可或缺的作用达到亚原子级分辨率的复杂表征技术正在满足二维材料的需求。标准化和细化评估标准需要整合人工智能技术，以确保实验元数据分析的准确性和效率。
电子设备：BEOL 与 FEOL 的协同作用2D半导体器件在性能指标上越来越接近硅基器件，后续发展将集中在可控掺杂、HKMG集成等基础技术上，以最大限度地提高空间、功耗和性能。
热管理和互连：克服 RC 延迟减少 RC 延迟并有效管理热量对于半导体器件至关重要。通过使用介电常数较低的材料以及集成石墨烯和六方氮化硼 (h-BN) 等 2D 材料，有望提高性能和可靠性。
集成电路：拥抱 3D 集成基于二维半导体的集成电路 (IC) 的未来发展方向是三维集成。通过利用二维半导体的优势进行单片三维异质集成，这一转变将提高单个芯片的功能性和能效。
光电集成：迈向高通量技术的道路高通量信息技术即将向光电集成方向发生重大转变，这一未来轨迹取决于大规模高质量单晶的合成以及多功能集成器件的开发。
