爆了！中国芯片技术突传重大突破：南大团队攻克“1纳米节点”世界难题，摩尔定律极限被重新定义！
当全球半导体产业为攻克3纳米、2纳米工艺节点而鏖战正酣时，一项来自中国实验室的突破性进展，或将彻底改写游戏规则。2025年12月17日，南京大学集成电路学院王欣然教授、李卫胜副教授团队与合作者在国际顶级期刊《自然·电子学》（Nature Electronics）上，发表了一项震动业界的研究成果。他们成功研制出接触栅间距（CGP）小于40纳米、性能全面达到 “1纳米节点” 技术要求的高性能二维半导体晶体管。这不仅仅是实验室里一个漂亮的“点”的突破，它更是首次系统性地展示了二维半导体材料走向未来埃米（0.1纳米）级集成电路的清晰路径，为后摩尔时代提供了极具潜力的“中国方案”。
跨越“最后一纳米”：从硅基极限到二维材料的无限可能
要理解这项突破的意义，必须先看清我们正站在怎样的历史关口。自集成电路诞生以来，推动其性能爆炸式增长的“摩尔定律”——即芯片上可容纳的晶体管数量约每两年翻一番——其物理基础，正是硅晶体管的尺寸能够持续微缩。然而，当台积电、三星等巨头将量产工艺推进至3纳米节点，晶体管的接触栅间距（CGP） 已微缩至48纳米。根据国际器件与系统路线图（IRDS）的预测，当节点来到1纳米时，CGP需要达到40纳米，这已被普遍认为是硅基器件的物理极限。硅材料在原子尺度下遭遇的短沟道效应、量子隧穿、功耗激增等难题，让摩尔定律的延续变得步履维艰。
那么，路在何方？全球学术界和产业界早已将目光投向一类革命性的材料——二维半导体。以二硫化钼（MoS₂）为代表，这类材料仅有单个或几个原子层的厚度，天生具备极佳的静电控制能力，被视为突破硅极限、延续摩尔定律的最有希望候选者。然而，理想丰满，现实骨感。过去多年，尽管二维晶体管的研究取得诸多进展，但一个最基础、也最致命的“卡脖子”难题始终未被攻克：欧姆接触。简单来说，就是如何高效地将外部电路的电流“注入”到这个仅有原子层厚的半导体沟道中。当接触尺寸按照摩尔定律的要求，从数百纳米缩小到20纳米以下时，传统金属接触技术会因“电流拥挤效应”导致接触电阻呈指数级飙升，性能瞬间崩塌。IRDS为1纳米节点设定了严苛的“入场券”：接触长度<20纳米，同时接触电阻<116 Ω·μm。在此之前，全球没有任何团队能同时满足这两个条件。这“最后一纳米”的接触难题，成了横亘在二维半导体产业化道路上的最大天堑。
巧夺天工的“原子级手术”：分子束外延如何“焊”出完美接触
南大团队此次的核心突破，正是用一项极其精巧的“原子级手术”，完美解决了这个世界级难题。他们的秘诀在于 “锑晶体外延接触技术” 。
传统制备金属接触的方法，如同用喷枪喷洒熔融的金属，形成的薄膜往往晶粒杂乱、界面粗糙，在纳米尺度下性能极不稳定。而团队创新的分子束外延（MBE）技术，则像是一位技艺超群的微雕大师，在高真空环境中，将锑原子一个一个“摆放”到二硫化钼的表面上。这种方法的精妙之处在于其原子级精度的控制能力。通过精确调控生长条件，他们成功地在MoS₂上外延生长出了几乎为单一晶体取向（纯度高达97.2%）的锑(012)晶格薄膜。
这一“神操作”带来了三重革命性优势：首先，是质量的飞跃。外延生长的锑晶体，其晶畴尺寸比传统方法提升了两个数量级，与MoS₂形成了原子级锐利、完美的界面，极大减少了界面缺陷和散射。其次，是机制的胜利。这种外延接触基于团队前期提出的“轨道杂化增强”机制，能在原子层面实现金属与半导体电子轨道的高效耦合，为载流子注入开辟了超低阻的“高速公路”。最终，是性能的颠覆。实验结果显示，在18纳米的超短接触长度下，团队实现了低于100 Ω·μm的接触电阻，不仅一举满足，甚至超越了IRDS对1纳米节点的苛刻要求。更关键的是，他们测得该接触的“传输长度”仅为13纳米，这意味着该技术足以支撑晶体管向亚1纳米（即埃米）时代继续微缩，潜力惊人。
从“单项冠军”到“全能选手”：一颗满足未来所有苛刻要求的晶体管
基于这项突破性的接触技术，研究团队成功制造出了完整的MoS₂晶体管。这颗器件的各项性能指标，堪称一份面向1纳米节点的“满分答卷”：
极致微缩：接触长度18纳米，栅长17纳米，CGP完美小于40纳米，尺寸达标。
强悍性能：在0.7V工作电压下，驱动电流高达1.08 mA/μm，表现出强大的电流输出能力。
完美开关：开关比超过1000万，关态电流低于10 pA/μm，亚阈值摆幅低至62 mV/dec，这意味着它能效极高，开关分明，漏电极小。
稳定可靠：通过晶圆级制备和晶体管阵列测试，证明了该技术具有优异的均匀性、可重复性和可靠性，初步具备了从实验室走向产业化的基石。