2024年10月18日下午，北京大学《彤程材料科学论坛》（Red Avenue Materials Science Forum）第四十九讲在北京大学图书馆科学报告厅如期举行。中国科学院院士、发展中国家科学院院士、新金属材料国家重点实验室主任、北京科技大学前沿交叉科学技术研究院院长张跃院士带来题为“后摩尔时代‘芯’未来——先进制程二维半导体品圆制造与芯片集成”的精彩报告。北京大学材料科学与工程学院副院长周欢萍教授主持并致欢迎辞。
首先，张院士介绍了北京科技大学前沿交叉科学技术研究院的五大研究方向：未来芯片二维半导体材料与器件、类脑感知材料与系统集成、绿色可持续能源材料与装备、先进装备设计与制造及特种功能材料与器件。接下来，张院士正式带我们走进了后摩尔时代“芯”未来。张院士的报告共分为三个部分，分别是“中国‘芯’路在何方”、“中国‘芯’未来：二维半导体材料新赛道”、“二维半导体‘芯’赛道的探索与实践”。
芯片是电子产品的心脏，是人类社会发展科技进步的重要推动力。先进制程集成电路与高端芯片是国民经济和产业竞争的关键核心，是确保我国保持国际竞争优势的关键核心，是中美产业和科技“白刃战”的主战场。然而，我国在先进制程芯片仍缺乏核心技术，以至于长期受制于人并被“卡脖子”。打造面向1 nm制程二维半导体材料新赛道是我国实现战略反制的“芯”路。
中国的“芯”未来在于二维半导体材料新赛道，二维过渡金属硫族化合物半导体材料是“芯”赛道关键新材料之一。通过文献计量学分析，MoS2等二维过渡金属硫族化合物材料是未来最受关注的集成电路新材料，在面向1 nm制程的集成电路新材料体系中竞争优势显著，具有结构、性能、器件优势，是突破先进制程集成电路尺寸微缩极限的“芯”未来。世界主要创新型国家、全球产业界均对此方向高度重视并作出战略布局，我国已在该赛道国际竞争中抢占了“战略高地”，目前，二维半导体材料与芯片制造技术正进入产业化关键阶段，需集中力量攻克核心技术，掌握全链条关键技术，实现战略反制。
二维半导体材料应用突破的技术挑战与关键问题主要在于晶圆级高质量材料制备、器件构筑与电路设计、标准化器件集成工艺。我国在大尺寸晶圆制备、新原理器件设计构筑、晶圆级功能电路和三维集成等方面的成果领先世界。张院士领导的北京科技大学团队制定了先进制程二维半导体材料与芯片集成制造发展技术路线图；建设了6英寸二维半导体材料与芯片集成实验平台，开展了关键技术验证工作；已成功制备目前尺寸最大的单层MoS2单晶，有力支撑二维材料面向于工业化的应用，为二维半导体材料在1 nm制程集成电路应用打下了坚实基础；开展了高性能器件设计构筑于性能调控，取得了一系列成果，发展了突破先进制程封锁的中国方案，创造了新质生产力。
纵观集成电路发展历程，“一代材料，一代技术，一代装备，一代产业”。率先突破、拔得头筹，谁就能在国际竞争中占据优势，主导科技与产业发展。1nm制程集成电路非硅材料新赛道上，我国应当紧抓赛道转换的重要机遇，避免重蹈覆辙，加速推进二维半导体晶圆制造与芯片集成技术的产业化突破，抢占国际科技前沿和核心技术制高点，创造引领全球信息技术变革的中国“芯”未来。
报告结束后，周欢萍教授为张跃院士赠予《彤程材料科学论坛》授课证书并合影留念。
