2026新紫光集团创新峰会上，新紫光旗帜鲜明地提出：坚定走创新发展之路，以开放生态汇聚产学研政融各界合力，共同助力中国智能科技产业走向自立自强。会上，备受瞩目的院士圆桌论坛环节，以新技术、新生态、新征程为主题，共话科技创新，共谋产业未来。院士圆桌论坛由新紫光集团联席总裁文兵主持，中国科学院外籍院士、中国科学院北京纳米能源与系统研究所所长、首席科学家王中林，中国科学院院士、新金属材料全国重点实验室主任、北京科技大学前沿交叉科学技术研究院院长张跃，中国科学院院士、南京大学电子科学与工程学院教授施毅，与中国银河证券党委书记、董事长王晟，学界泰斗与产业精英共同论道前沿科技发展的未来。
主持人文兵总裁:
非常有幸在这个舞台上邀请到了三位院士和一位投资界的大佬，本次圆桌只讨论三个事情、三个“新”——新技术、新生态、新征程，这正是当前时代的生动写照。希望利用短短的不到半个小时的时间，几位院士和大咖用最深入浅出的语言把你们的研究领域与新技术、新生态、新征程联系起来。
我先提出第一个问题，想请问一下张跃院士。随着工艺路径越来越逼近摩尔定律下的物理极限，后摩尔时代成为行业共识，未来只能通过材料与架构创新以进一步提升产能、突破算力瓶颈。请问您如何从材料革新和器件结构优化的角度，看二维半导体材料是否可能成为当前打破算力瓶颈、延续集成电路性能增长的关键？
张跃院士:
谢谢主持人，这是一个非常有挑战性的好问题。在传统集成电路赛道上，随着制程逼近尺寸微缩的物理极限，先进制程芯片制造已成为极具挑战的难题。同时，人工智能应用产生的大算力需求对芯片提出了更高更快的要求。目前，传统硅基芯片的发展速度已经跟不上人工智能算力需求的增长速度。因此，探索集成电路未来发展的路径是全行业关注的焦点。
目前整个芯片行业发展有两条主要的技术路线。首先是继续在硅基技术路线上寻求突破，主要包含两个方向。其一是研发更高精度的制造技术，比如EUV光刻技术，但是由此造成的工艺复杂性显著提升，芯片制造成本也显著提升；另一个方向是先进封装和三维集成技术，比如说多芯粒集成技术和拓展系统功能，这也产生了功耗高和散热难的问题。当前，先进制程芯片每平方毫米上已经集成了超过2亿个晶体管，可以想象芯片的能耗和散热是极具挑战的。比如，2023年谷歌公司的用电量（大约24 TWh），已超过一百多个国家的用电量，到2030年谷歌的用电量相当于当前日本全国的用电量。
在硅基传统赛道上，沿着摩尔定律继续向2nm先进制程不断推进。但是当硅材料厚度逼近1nm时，迁移率几乎降为零，已经无法达到芯片工作要求。这就需要建立新赛道、发展新技术，从新材料、新器件、新架构实现突破。在瞄准1nm及以下制程的新材料体系中，二维半导体材料有四个“先天”的优势。

第一个优势是材料的优势。

二维半导体材料的厚度仅为0.65 nm，而且迁移率还能和块体硅材料保持相当，突破了硅基材料尺寸微缩的厚度极限。

第二个优势是器件的优势。

硅基晶体管栅极长度的尺寸微缩极限是12nm，而二维半导体晶体管的栅极长度极限可以进一步微缩到8nm，并由此带来更高的频率和更低的功耗。我们还初步验证了同制程工艺下，与传统硅基器件相比，二维半导体器件的功耗能够降到五十分之一，算力能够提升6倍。

第三个优势就是工艺兼容性。

采用当前硅基技术的全链条工艺和装备就可以完成二维半导体材料从晶圆到芯片的全部加工过程。因此，二维半导体材料制造先进芯片的工艺与硅基工艺高度兼容。

第四个优势就是三维集成优势。

二维半导体器件可以通过低能量密度的物理转移技术实现三维堆叠的多功能集成，集成后的系统中可以同时发挥硅基器件和二维半导体器件的优势，实现二者优势互补。

这四个优势基本上决定了二维半导体材料在未来芯片的1nm及以下制程上具有重要的发展潜力，也将成为延续摩尔定律的重要技术路线之一。
近年来，北京科技大学研究团队在二维半导体材料新赛道上提出了明确的技术路线，在晶圆级材料、高性能器件及硅基兼容集成技术等方面验证了该技术路线的可行性，正在全面推动二维半导体材料的工程化与产业化进程。当前，全世界各国政府和集成电路头部企业都在关注二维半导体材料这个新赛道新方向，都在抢占未来科技的战略制高点。我国在该领域的基础研究中取得了多项突破性进展，处于国际领跑和并跑的地位。