问题——先进制程不断推进的同时，硅基器件尺寸缩小、功耗控制和性能提升上逐渐逼近物理与工程极限，行业对新材料、新器件结构的探索明显提速。以二硫化钼为代表的二维半导体因层状结构和良好电学特性受到关注，但要从实验室走向制造，关键难点之一是在现有半导体制造体系中实现大尺寸、高质量、可重复的薄膜外延与沉积。尤其在成熟产线的工艺链条和设备体系下，新材料不仅要“性能好”，更要“兼容工艺、可放大、可量产”。 原因——在现有制造体系中，金属有机化学气相沉积（MOCVD）因成熟度高、均匀性与可控性较好，被视为二维半导体产业化的重要路径。但在二硫化钼薄膜生长上，传统方法主要受两上限制：一是反应动力学受限导致生长速率偏低，不利于规模化效率和成本控制；二是金属有机前驱体高温分解易产生含碳副产物，带来杂质污染，影响薄膜结晶质量与电学性能。动力学慢与杂质问题叠加，使“大尺寸、快生长、高纯度”难以兼得，成为工程化瓶颈。 影响——针对上述问题，南京大学王欣然、李涛涛团队与东南大学王金兰团队联合提出氧辅助MOCVD思路：沉积过程中引入氧气参与反应，使氧在高温下与前驱体分解产生的碳元素结合，从源头降低碳残留，提升薄膜纯净度与质量，同时有望缓解动力学限制、提高生长效率。基于该方法，团队制备出6英寸二硫化钼薄膜，实验显示薄膜生长速率较传统方法实现数量级提升。这表明在兼顾质量控制的前提下，沉积效率与产业化可行性有了明显改善，为二维半导体从“能做出来”走向“做得更快、更稳定”提供了重要依据。国际学术界审稿意见认为，该工作对缓解动力学受限与碳污染两大长期问题具有代表性，有助于推动二维半导体材料工程化进程。 对策——从产业落地看，材料制备只是起点，更关键的是对接现有制造标准。当前主流硅基产线多围绕12英寸平台构建，设备、洁净和工艺控制体系成熟。为提升兼容性与可迁移性，研究团队在完成6英寸验证后，深入聚焦衬底工程、动力学调控等产业化关键环节，并着手研发适配更大尺寸的新型气相沉积装备，力求在沉积均匀性、缺陷控制与批次稳定性等指标上形成系统能力。业内人士指出，若能在12英寸平台实现稳定制备，并建立可复制的工艺窗口与质量评价体系，将有望缩短从科研成果到试产验证的周期，降低企业导入新材料的风险与成本。 前景——面向未来，二维半导体被认为在低功耗器件、柔性电子和新型集成结构等方向具备潜力，但产业化仍需跨越材料制备、器件工艺、可靠性验证与产业链协同等多重门槛。此次在沉积动力学与杂质控制上的进展，为“可规模化制备”该关键环节提供了更清晰的技术路线。下一阶段，随着更大尺寸薄膜制备能力与装备体系逐步完善，并结合产学研协作与标准化推进，二维半导体在特定应用场景中率先完成工程验证的可能性将进一步提高。同时也应看到，新材料的引入未必是全面替代，更可能以“补位”方式先在性能与成本更匹配的环节落地，逐步形成与硅基技术并行互补的格局。
当前，全球科技与产业变革加速推进，芯片产业的战略地位更加凸显。我国科研团队在二维半导体领域取得的这个进展，既表明了基础研究的创新能力，也回应了制造端对可量产工艺的现实需求。从科学发现走向工程应用仍有不少难题需要逐一解决，但这项成果为后续攻关提供了更明确的方向。随着工艺与装备持续完善、产业化验证不断推进，二维半导体有望在未来芯片产业中承担更重要的角色，为我国集成电路产业的自主创新与高质量发展提供新的支撑。