Дисульфид молибдена вместо кремния: Китай запускает производство процессоров нового поколения

Современная полупроводниковая индустрия вплотную приблизилась к «кремниевому потолку». Десятилетиями кремний был фундаментом цифровой революции, однако сегодня дальнейшее уменьшение техпроцесса неизбежно ведет к критическим утечкам тока, перегреву и колоссальному удорожанию производства. В поисках выхода из этого тупика Китай сделал ставку на радикально новые решения — ультратонкие двумерные материалы, способные обеспечить следующий качественный скачок в миниатюризации и энергоэффективности.

В начале 2026 года в Шанхае состоялся запуск первой инженерной линии по производству процессоров на основе дисульфида молибдена (MoS₂). Проект курирует компания Shanghai Atomic Technology, созданная профессором Бао Вэньчжуном из Университета Фудань. Планы амбициозны: уже к июню 2026 года предприятие должно выйти на полномасштабный производственный цикл. Разберемся, почему эта технология считается потенциальным «убийцей» традиционного кремния.

Архитектура WUJI: новый рекорд в мире 2D-электроники

История проекта началась в стенах лабораторий Университета Фудань. Исследовательская группа под руководством профессоров Пэн Чжоу и Бао Вэньчжуна сосредоточилась на интеграции атомарно тонких полупроводников в сложные микросхемы. Результатом стал RV32-WUJI — 32-битный процессор на базе открытой архитектуры RISC-V. Главная особенность чипа — транзисторные каналы из мономолекулярного слоя дисульфида молибдена, выращенного на сапфировой подложке.

Разработчикам удалось разместить на одном кристалле 5 931 транзистор. На первый взгляд это немного, но для технологий двумерных материалов это мировой рекорд. До этого ученым удавалось объединить не более 150 элементов в одной схеме.

Текущие спецификации WUJI могут показаться скромными по сравнению с современными CPU:

• Частота: измеряется в килогерцах (вместо привычных гигагерц).
• Энергопотребление: всего 0,43 мВт.
• Функциональность: полноценная поддержка 32-битных инструкций RISC-V, работа с числами до 4,2 миллиарда и адресация гигабайтных массивов данных.

Несмотря на низкую скорость, WUJI — это не просто лабораторный образец, а полноценный вычислительный модуль. В ходе демонстрации чип успешно выполнил арифметические операции, символизирующие преемственность поколений: вычисления отсылали к датам создания первого компьютера ENIAC (1946) и первого микропроцессора Intel 4004 (1971).

Технологический прорыв и промышленная совместимость

Стабильность работы была достигнута благодаря уникальным инженерным приемам. Поскольку все транзисторы в новой архитектуре относятся к n-типу, инженерам пришлось ювелирно настраивать пороговое напряжение, используя комбинацию золотых и алюминиевых затворов в сочетании с оптимизированным диэлектрическим слоем.

Ключевое преимущество технологии — её высокая адаптивность. Около 70% этапов производства полностью совместимы с существующими кремниевыми линиями. Это значительно упрощает внедрение разработки на действующих заводах. Кроме того, проект защищен более чем 20 патентами, охватывающими всё: от формирования логических ячеек до интеграции с памятью (метод ATOM2CHIP).

Актуальное предложение: Снижаем стоимость аренды выделенных серверов в режиме реального времени. Воспользуйтесь скидкой до 35%, пока конфигурация доступна.

Узнать больше →

В чем секрет дисульфида молибдена?

Структура MoS₂ представляет собой «сэндвич», где слой атомов молибдена заключен между слоями серы. Общая толщина такой конструкции — всего три атома. Такая геометрия обеспечивает:

• Идеальный контроль канала: минимизируются короткоканальные эффекты, характерные для кремния при сильном уменьшении.
• Отсутствие утечек: благодаря отсутствию «висячих связей» на поверхности материала, паразитные токи сводятся к минимуму.
• Устойчивость: материал обладает высокой радиационной стойкостью (до 10 мегарад) и механической гибкостью.

Дорожная карта шанхайского проекта предполагает постепенное наращивание сложности. В 2026 году планируется достичь характеристик, сопоставимых с 90-нм кремниевым техпроцессом, с последующим переходом к эквивалентам 28 нм и, в долгосрочной перспективе, к диапазону 3–5 нм.

Глобальная гонка за «посткремниевое» будущее

Китай не одинок в своих изысканиях. В США Пенсильванский университет активно экспериментирует с комбинациями MoS₂ и диселенида вольфрама для создания полностью двумерных компьютеров. Samsung делает ставку на стеклянные подложки для чипов, а в Европе исследуют графен как материал для межсоединений.

Тем не менее, именно шанхайский проект выглядит наиболее подготовленным к промышленному внедрению. Пока мировые гиганты проводят лабораторные тесты, Китай запускает инженерные линии. Безусловно, кремний останется доминирующим материалом еще долгие годы благодаря колоссальной инфраструктуре. Однако если двумерные полупроводники докажут свою эффективность в реальных задачах — например, в космосе или в сегменте сверхэнергоэффективных датчиков, — мы станем свидетелями смены технологических эпох гораздо раньше, чем прогнозировали аналитики.

 

Источник