7月9日，上海浦东新区川沙新镇一处车间内 ，光刻机 、刻蚀机等成套半导体设备正式联动运行 ，技术人员紧盯屏幕，逐一进行工艺稳定性调试 。至此 ，由上海原集微科技建设的8英寸二维半导体工艺线全线贯通 ，这也是国内首条二维半导体工程化示范工艺线通线运行，意味着这项在实验室打磨了十余年的前沿技术 ，正式拿到了走向产业化的通行证 。
走出实验室“手搓”
过去半个多世纪，芯片性能的提升 ，主要依靠把晶体管越做越小 ，这就是业内常说的摩尔定律。然而，当晶体管尺寸逼近物理极限 ，漏电问题日益突出 ，制造工艺的难度和成本呈指数级上升 。
二维半导体的不同之处在于，它天然就是原子级厚度 ，不需要再靠工艺去“硬磨 ” ，相当于为电子流动修了一条低阻力的“高速公路 ”，能有效抑制漏电 。
此前 ，国内二维半导体研究主要集中在高校实验室 ，做出的是一个个“手搓”的器件，离工业标准还有不小距离。原集微董事长包文中团队用十年时间攻克了从晶圆生长 、集成工艺、器件建模 、电路设计到封装测试的完整制程 。但要把这些实验室成果变成能在产线上批量流片的工业产品 ，中间还隔着一条工程化的鸿沟 。
这条工艺线的价值 ，恰恰在于补上了这一鸿沟。
技术人员正在技术调试。
“区别于实验室小型试制平台，当前整条产线已具备完整流片与工程化试制能力，搭建起从材料制备到芯片集成的完整链条 。科研人员的设计图纸 ，现在可以直接送到这条线上变成实实在在的晶圆 。 ”包文中表示。
在本次工艺线贯通之前 ，上海在二维半导体领域率先起跑 。
2025年，全球首款基于二维半导体材料的32位RISC-V架构微处理器“无极 ”发布 ，首次突破了工程化瓶颈 。复旦大学联合团队研发出迄今泄漏电流最低的二维半导体晶体管 ，并据此打造的新型动态随机存取（DRAM）存储芯片。今年1月，依托“复旦一号”卫星平台 ，二维半导体抗辐射射频通信系统首次实现了太空在轨验证 。
记者从上海相关部门了解到 ，二维半导体被公认为下一代半导体最具潜力的发展方向，围绕该领域的世界 竞争已全面展开 。上海将其纳入未来产业方向重点培育 ，从科研攻关 、协同创新平台到产业生态培育三方面发力 ，目标是形成“研发—中试—量产 ”的完整闭环。
突破全球同类纪录
通线仪式上最受关注的，是原集微正式发布了基于8英寸中试线平台的500纳米工艺设计工具包（PDK）0.1版本 ，并同步启动代工流片服务 。
PDK相当于芯片设计与制造之间的“翻译器 ” 。有了它 ，设计人员才能在主流电子设计自动化工具上完成电路设计，并确保设计能被产线正确制造出来。
原集微技术总监王印介绍，这是二维半导体领域首个提供二维PDK并兼容主流芯片设计工具链的工艺知识产权（IP） ，覆盖了从设计到制造的全流程 。更关键的是 ，该套工艺库良率大于99.99%，各项指标突破了二维半导体的世界 纪录 ，基本接近硅基同等制程水准 ，未来可支持10万管级二维电路设计和晶圆级制造 。
原集微二维半导体工艺线车间。
这意味着，高校和研究所的科研团队不再只能“纸上谈兵” ，而是可以真正把芯片设计送去流片。近来 ，北大、清华 、上海交大等高校团队与原集微完成了校企合作研发签约，原集微的晶圆代工服务正式向科研团队开放 ，为前沿学术成果提供从设计到流片的产业化转化通道 。
由于二维半导体在射频模拟电路 、抗辐照通信、脑机接口等场景中具备独特优势 ，还能做成柔性、透明的器件，原集微工艺线也将支撑光电传感 、量子计算等前沿领域的器件研发与制造 。据预测 ，到2035年全球二维半导体市场规模将达300亿至500亿美元 ，占据先进半导体市场的10%至15%。
三年冲击等效5纳米
根据最新的产业规划，今年下半年，原集微团队将基于刚通线的8英寸平台 ，打通等效硅基90纳米的工艺路径 ，并开展可靠性测试和器件性能对比，推动二维半导体从实验室器件向工业级标准设计迈进 ，明年将推出能和硅基对标的流片代工服务 。
原集微与复旦大学联合研究成果发表在世界 顶刊 。
二维半导体量产的关键一跃 ，或许要等到2029年。
届时将不依赖国外极紫外光（EUV）光刻机，用国产光刻机实现等效硅基5纳米的全国产方案 。包文中还提到 ，通过堆叠不同层数的二维材料（如N型硫化钼与P型硒化钨） ，可以提前实现垂直方向的密度提升，未来再借鉴硅基工艺中背部供电等技术进一步提升互联密度 。
“原集微的目标是打造‘二维半导体界的台积电’。”包文中表示 ，从今年年初分段点亮到如今全线贯通 ，原集微快速完成工程化产线调试落地的背后，离不开政府政策 、产业资源、资本市场多方协同支持 。
当前 ，二维半导体正进入从实验室向产业应用转变的关键期 ，材料可控性持续提升 、装备不受限 、生态逐步成型，中国在非硅基赛道具备“换道超车 ”的潜力 。“前沿半导体技术不应由西方国家垄断，而这片新赛道 ，中国完全有能力走在前面。 ”包文中说道 。
（文章来源：上观新闻）
