中国研究团队近日公布一项2D半导体外延生长新进展，称其晶圆级制备速度较传统方法提升约1000倍。在硅基工艺持续逼近物理极限的背景下，2D半导体被业界视为下一代芯片材料的重要候选方向，这一成果也因此受到关注。

据IT科技媒体TechRadar 4月16日（当地时间）报道，中国国防科技大学与中国科学院金属研究所研究人员重构了化学气相沉积（CVD）工艺，提出一条单原子层钨硅氮化物薄膜的大面积生长路径。

这项技术的核心在于基底结构的调整。研究团队以液态金与钨组成的双层基底替代传统固态基底，以降低生长过程中的物理限制。研究人员表示，该方法制备出的单原子层薄膜具备可调掺杂特性，尺寸约为1.4×0.7英寸，可作为高性能2D半导体可扩展制备的早期验证。

从产业背景看，硅基制程在逼近原子尺度后，继续依靠微缩提升性能的难度正不断上升。晶体管尺寸越小，量子效应和发热问题越突出；与此同时，AI与大语言模型（LLM）推动算力需求快速增长，也使现有架构的性能提升空间进一步受限。在此情况下，厚度可达原子级的2D半导体被认为有望成为替代方案之一。

其中，面向下一代晶体管设计所需的p型2D半导体材料不足，被视为当前的一大瓶颈。国防科技大学研究人员Ju Mengjian指出，高性能p型材料的短缺，已成为5纳米及以下2D半导体研发的重要制约因素。本次研究中的钨硅氮化物薄膜，也因此被视为解决这一问题的候选材料。

研究团队介绍，该薄膜兼具较高的空穴迁移率和导通态电流密度，同时在机械强度、散热性能和化学稳定性方面表现突出。其单晶区域已扩展至亚毫米级。按研究团队给出的数据，生长效率已从“约5小时生长0.00004英寸”提高至“约每分钟生长0.0008英寸”，折算后提升幅度约为1000倍。

不过，这一成果距离商业化仍有不小距离。目前相关研究仍处于实验室阶段，所实现的薄膜规模仍为厘米级，距离无缺陷晶圆所需的大规模量产工艺还有明显差距。此外，液态金基底虽然在实验环境中展现出效果，但若要走向产业化，成本压力仍被认为是一大现实问题。

业内普遍将这项成果视为2D半导体制造领域的一项重要进展，但对于其能否最终实现量产，态度仍较为谨慎。此前，多种一度被看好的2D材料也曾停留在论文或实验室阶段，未能真正进入产业应用。

对市场而言，最终决定其前景的仍是可扩展性与经济性。如果该工艺未来能够同时解决大规模生产和成本控制问题，或将为“后硅时代”的半导体竞争格局带来新的变量。