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财联社9月20日（编者：黄君芝）报道，半导体产业正面临三大挑战：提升计算效能，缩小芯片尺寸，并控制功耗。为满足这些需求，业界亟需寻找超越硅材料局限的新解决方案，以适应不断进化的计算设备。

硅材料的一大短板在于其难以实现极薄化，主要受限于其三维特性。因此，二维半导体因其几乎无厚度（几乎不可忽略）的特性，成为了科研、工程界以及微电子制造者的焦点。这类材料能提供更好的电流控制与精度，同时降低能耗，且有助于保持芯片面积最小化。

然而，二维半导体的研发曾面临诸多挑战。有的材料性能虽佳，但沉积温度过高，影响了与硅芯片的兼容性；有的可在较低温度下沉积，却在电子特性方面（如能效、速度与精确度）表现不佳；还有些材料在温度和性能上符合要求，但在工业标准尺寸下难以达到必要的纯度。

如今，宾夕法尼亚大学工程与应用科学学院的研究团队成功制备了一种高性能二维半导体晶圆，实现了全尺寸、工业级别的生产。该成果以硒化铟（InSe）为基础，其可在低温环境下沉积，便于与硅芯片集成。

这一突破性的研究成果近日已发表于《物质》杂志。研究指出，半导体制造是一项大规模生产活动，只有在工业规模的晶圆上实现量产，才能获得可行的材料方案。大规模生产意味着成本降低，而材料的纯净度同样至关重要，以保证性能稳定。硅之所以广受欢迎，就在于其在不牺牲纯度的前提下，能实现大量生产。

硒化铟自始至终被视为先进计算芯片的理想二维材料，因其电荷传输能力出众。然而，制造足够大的硒化铟薄膜曾面临挑战，原因在于铟与硒的化学性质倾向于形成多种不同分子比例的化合物，导致纯度下降。该团队通过创新技术克服了这一难题，确保了材料的化学纯度与均匀性，同时控制并优化了晶体方向，以提供无缝的电子传输环境，进一步提升了半导体品质。

研究团队强调，半导体材料的关键品质包括化学纯度、晶体秩序及可扩展性。硒化铟不仅具备这些特质，而且在大规模生产方面展现出巨大潜力，有望推动计算技术的发展。此次合作揭示了二维半导体在实现高性能计算方面的重要进展，预示着未来芯片技术的重大突破。

（财联社 黄君芝）