现代科技发展中有一项核心技术，那就是芯片技术。我们现在用的手机、电脑、平板电脑等各类电子设备都离不开芯片。随着技术发展，汽车、云计算、AI等领域对芯片的要求也越来越高。

芯片的制程通常是用纳米来计算的，而纳米其实是一个非常小的长度单位，1纳米只有一根头发丝直径的六万分之一。但是，在这方肉眼难以分辨的小空间里，却集中着一个国家最先进的科学技术。

原子级芯片对摩尔定律的突破

近日，美国麻省理工学院的朱佳迪团队在权威期刊《自然-纳米科技》上发布了一项新成果，就是在硅芯片的表面，采用单层二硫化钼薄膜生产出2维芯片。由于只有一层原子，这样的芯片也被叫作原子级芯片。

以往的芯片都是3维结构的，也就是具有一定的厚度。但是原子级芯片突破了这种思路。而是像盖房子一样，采用硅基晶圆做衬底，然后让2维结构在上面生长。传统的硅芯片需要在600摄氏度的高温下进行生产，但这个温度会破坏电路。而朱佳迪团队这次采用气相沉积法，用低于300摄氏度的温度合成2维材料，直接在8英寸晶圆上生长，避免了高温的破坏。

传统芯片由于采用硅晶体，很难堆叠在一起。就拿手机来说，不管制程如何，芯片面积都在100平方毫米左右。而原子级芯片技术可以把芯片上元器件之间缩小到只有几个原子的距离。这样就可以在一层衬底上集成多层电路，从而缩小芯片的制程。这样一来，电流通过的距离也被缩短了，产热和能耗也会变少。

如果原子级芯片能够量产，那么手机、电脑的处理器就有望成百上千倍地缩小体积，降低功耗，同时增强性能。未来，朱佳迪团队还准备尝试把现有的晶圆衬底换成纺织品甚至纸张等日常表面。这样的芯片用在电子设备还有航空航天等场景，都将具有巨大的优势。

除了美国，以色列在原子级芯片领域也取得了一定突破，其原子芯片实验室是目前少有的，可以出口原子级芯片的实验室。近日，台湾省和日本等国的团队也在权威期刊《Science》上发表文章，研发出了单层二硫化钼P-N接面，有望取代现有的硅基材料。

芯片领域需要多方面的突破

原子级芯片的研发给我们的半导体产业发展带来了不少的启示。首先就是，芯片突破的方式不止一种。目前我国还苦于没有EUV光刻机，而无法生产先进制程的芯片。未来要想取得突破，摆脱对国外产品和设备的依赖，我们需要从多个方向上布局，而不能局限在传统的硅基芯片领域。

在新型芯片方面，中国也有自己的研发团队。2021年，中国科学家陈蓉团队就研发出了“原子积木”式的芯片结构。让原子从下往上一层层吸附在表面上，再结合从上往下的光刻技术，同样是为了突破硅基芯片的制造瓶颈。

此外，我国还布局了应用在量子计算机上的“悟空”量子芯片；光子芯片也即将投产，这些都有望“弯道超车”，绕开美国的禁令。与此同时，对于传统的EUV光刻机的研发，中国也从未停止。而在芯片的先进封装技术上，中国目前已经走到了全球的前列。现在世界各国都认识到了自主研发芯片的重要性，未来，各国在芯片领域的竞争还会更加激烈，中国更是一刻也不能停歇。

其次，科研领域人才最重要

对于美国的这项新发明，中国网友表示，“馋”的不仅是技术，更是人。因为主导这项研究的是年仅24岁的华人科学家朱佳迪，这让网友产生了一种“我们本来也可以”的遗憾。华为创始人任正非就曾表示，和中国半导体业竞争的其实还是中国人。在美国硅谷，华裔移民后代和中国留学人员早就成为了相当重要的一支科研力量。

对我们来说，加大基础研发投入，改善科研环境才能培养更多人才，同时留住人才。事实上，这些年我们吸引科技人才的做法已经取得了不小的成效。2019-2021年间，有3878名华人科学家离美归国；仅在 2021 年 12 月至 2022 年 3 月期间，又有1400名华人科学家离开美国回到中国开展研究。目前，我们面对着美国等发达国家的重重封锁，尤其是在半导体领域，正需要他们的加入。

总结

美国麻省理工学院的华人科学家团队近日公布了原子级芯片的新进展，原子级芯片也已经受到了包括中国在内的不同国家的重视。在芯片研发方面，中国除了要在传统的光刻机上进行研发，还需要从多个方向进行突破，同时更加注重培养和吸引人才，以期打破美国的封锁。科学研究永远在突破极限，永无止境，我们更是一刻也不能放松。