#paper Nature Pub Date : 2025-06-11 DOI : 10.1038/d41586-025-01453-w Computer processors built from 2D materials 2025年6月《自然》期刊报道的两项独立研究（Ghosh等和Ao等）首次实现了基于二维材料的完整计算机处理器原型。Ghosh团队构建了约1000个二硫化钼晶体管的单指令集芯片，Ao团队则集成了约2500个二维晶体管制成兼容RISC-V架构的32位微处理器。这两项突破验证了二维材料（如过渡金属硫化物）在系统级集成电路中的可行性，其核心价值在于：二维材料的原子级厚度（约0.7纳米）可突破硅基晶体管在10纳米尺度以下性能衰减的物理限制。 然而，当前技术仍面临三重挑战：一是材料缺陷导致器件均一性不足，实验室原型良率远低于商用硅芯片；二是制造工艺不兼容现有半导体产线，需开发全新的二维材料晶圆级集成技术；三是载流子迁移率等关键性能参数仍需优化。研究团队通过创新设计（如Ao采用双栅结构提升稳定性）部分缓解了这些问题，但距离产业化尚有距离。 从技术演进角度看，这两项工作标志着二维电子学从器件研究迈向系统集成的重要转折点。短期看，二维材料可能作为硅基芯片的补充模块（如特定低功耗单元）；长期若突破规模化瓶颈，或将为后摩尔时代提供新的技术路径。其科学意义在于实证了原子级薄层材料承载复杂计算架构的能力，为纳米尺度电子器件发展提供了关键数据支撑。