美国科研团队在半导体技术领域实现重大突破。宾夕法尼亚州立大学主导的国际研究小组成功研制出世界首台基于非硅二维材料的可运行计算机系统，这一成果可能撼动硅材料在电子工业中的主导地位。相关研究论文已发表于《自然》杂志。

电子展了解到，长期以来，硅基半导体一直是智能手机、计算机和电动汽车等电子产品的核心材料。然而，研究人员开发的这款原型机完全摒弃了传统硅材料，转而采用超薄二维化合物作为核心元件。这项创新为实现更轻薄、更高性能、更低能耗的电子设备提供了全新可能。

该计算机系统采用创新的互补式金属氧化物半导体(CMOS)架构，其独特之处在于使用两种原子级厚度的二维材料：二硫化钼用于构建n型晶体管，二硒化钨则用于制造p型晶体管。这些新型材料在纳米尺度下展现出比硅更优异的电学特性，为器件微型化开辟了新途径。

研究团队运用先进的金属有机化学气相沉积技术，成功制备出大面积均匀的二维材料薄膜。在此基础上，他们批量制造了上千个性能稳定的晶体管元件。通过精细调控制造工艺参数，研究人员实现了对两类晶体管关键性能指标的精确控制，构建出完整的逻辑运算系统。

电子展了解到，这款被命名为"精简指令集计算机"的二维设备展现出卓越的能效表现，可在极低工作电压下稳定运行。虽然其当前25千赫兹的运算速度暂未达到商用硅芯片水平，但已能完成基础计算功能。研究人员还建立了专门的评估模型，通过实验数据校准和性能对比分析，证实了二维材料计算机的潜在优势。

业内专家指出，这项突破性研究不仅验证了二维材料在复杂集成电路中的可行性，更为半导体产业的未来发展提供了全新思路。随着后续工艺的持续优化，这种新型计算机架构有望引领下一代电子产品的技术革新。

文章来源：科技日报