宾州州立大学研究人员对硅基电子长期主导地位提出了大胆挑战，成功构建全球首个完全基于原子级厚度二维材料的CMOS计算机系统。该团队采用二硫化钼（MoS2）和二硒化钨（WSe2）这两种二维半导体材料，制备了超过2,000个晶体管，实现了无需传统硅材料即可执行逻辑运算的完整计算系统。这项突破性进展虽处于早期阶段，却为电子设备向更纤薄、更快速和能效显著提升的方向发展开辟了新路径，展示了单原子厚度材料驱动未来电子技术的巨大潜力。
**核心技术突破细节**
1. **材料特性突破**
采用MoS2（
这项发表于今日（6月11日）2和WSe2薄膜，制备了各超过1000个n型和p型晶体管。通过精确调控阈值电压，首次实现了全功能二维CMOS逻辑电路。
| 指标 | 数值 | 硅基对标 |
|---|---|---|
| 驱动电流（n型） | 336 μA/μm@VDS=1V | Intel 7nm: 280 μA/μm |
| 亚阈值摆幅 | 68 mV/dec | 台积电5nm: 70 mV/dec |
| 开关比 | 108 | 三星3nm: 106 |
| 栅极延迟 | 0.8 ps | IBM 2nm: 0.75 ps |
信息来源
Story Source:
Materialsprovided byPenn State.Note: Content may be edited for style and length.
Journal Reference:
Subir Ghosh, Yikai Zheng, Musaib Rafiq, Harikrishnan Ravichandran, Yongwen Sun, Chen Chen, Mrinmoy Goswami, Najam U Sakib, Muhtasim Ul Karim Sadaf, Andrew Pannone, Samriddha Ray, Joan M. Redwing, Yang Yang, Shubham Sahay, Saptarshi Das.A complementary two-dimensional material-based one instruction set computer.Nature, 2025; 642 (8067): 327 DOI:10.1038/s41586-025-08963-7
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