【導語】全球集成電路產業遭遇摩爾定律物理極限挑戰，二維半導體成破局關鍵。近日，複旦大學周鵬、包文中團隊成功研製全球首款基於晶圓級二維半導體材料的FPGA芯片，集成約4000個晶體管，實現從簡單邏輯電路到複雜可重構係統的跨越，且具備抗輻射性能，為我國戰略關鍵領域提供核心器件，標誌著我國在相關芯片研發上邁出關鍵一步。

全球集成電路產業正麵臨摩爾定律的物理極限挑戰，原子層厚度的二維半導體是國際公認的關鍵破局方案。近期，複旦大學周鵬、包文中聯合團隊在二維半導體集成電路領域再次取得全球領先的重大突破——成功研製出全球首款基於晶圓級二維半導體材料的現場可編程門陣列（FPGA）。這款芯片集成了約4000個晶體管，實現了二維半導體從簡單邏輯電路向複雜、可重構功能係統的曆史性跨越。相關成果發表於《國家科學評論》（National Science Review）。

特別值得關注的是，該2D FPGA展現出抗輻射性能，能夠承受高達10 Mrad的伽馬射線輻照並保持功能完整，為我國在航空航天、軍事以及高可靠性計算等戰略關鍵領域提供了具備固有物理優勢的核心器件。

相比傳統矽基芯片，二維材料具有原子級厚度和高比表麵積的固有物理優勢，能夠有效抵禦電離輻射損傷。高達10 Mrad的總電離劑量測試結果顯示，核心邏輯模塊在輻照後依然保持功能完整。這一成果為我國在高可靠性電子元件領域提供了基於新材料的技術路線，能顯著減輕航天係統中對厚重外部屏蔽層的依賴。

通過采用行業標準的設計流程，團隊已在同一塊 2D FPGA 芯片上充分展示了其可重構性和實用性。

基於二維過渡金屬硫化物的現場可編程門陣列（FPGA）。(a) 4英寸二硫化鉬晶圓照片，及連續晶圓級二硫化鉬薄膜上10個隨機位置的拉曼光譜。(b) 2D FPGA單元的局部掃描電鏡圖像（左）與E-D型NMOS邏輯的3D結構示意圖（右）。(c) 2D FPGA的邏輯電路設計圖。(d) 2D FPGA的光學顯微鏡圖像；其中CLB指可配置邏輯塊，I/O為輸入/輸出端口，DFF表示D觸發器。

該項研究成果有力證明了二維半導體器件不僅可用於基礎邏輯運算，更具備構建大規模、高可靠性、可重構係統的潛力。它標誌著我國在新一代抗輻射、可重構電子係統芯片研發方麵邁出了關鍵一步。未來團隊將依托已構建的核心技術體係，通過與矽基產線兼容的集成工藝，加強與產業夥伴的深度合作，加速2D 芯片從實驗室到高價值市場的轉化速度 。