芯耀
2133
3月25日，国家自然科学基金委员会党组书记、主任窦贤康在2026中关村论坛年会开幕式上正式发布了2025年度“中国科学十大进展”。本次遴选活动由国家自然科学基金委员会主办、国家自然科学基金委员会高技术研究发展中心承办，共经历推荐、初选、终选和审议四个环节。从600多项基础研究进展中，150余位专家初选出30项候选，3000余位专家（含480余位两院院士）网络实名投票后，最终由咨询委员会审议确定10项成果。十大进展涵盖航天、材料、能源、生物、海洋、半导体等多个领域，充分展现我国基础研究从“跟跑”到“领跑”的强劲势头。
在半导体领域，有两项成果尤为突出，均被纳入十大进展，分别代表材料制备和器件集成的革命性突破：一是“创新方法实现规模化制备柔性超平金刚石薄膜”，二是“全功能二维半导体/硅基混合架构异质集成闪存芯片”。这两项成果不仅发表于国际顶刊《Nature》，更标志着我国在后摩尔时代半导体技术上的原创引领。
创新方法实现规模化制备柔性超平金刚石薄膜
首先看“创新方法实现规模化制备柔性超平金刚石薄膜”。金刚石被誉为“终极半导体材料”，拥有极高硬度、超高载流子迁移率、强大介电击穿强度、优异热导率和宽禁带特性，在高功率电子器件、量子计算、柔性光电子等领域潜力巨大。但传统制备技术（如激光切片+底材刻蚀）难以兼顾大面积、超薄、超平与柔性，严重制约产业化。
这一突破由香港大学、南方科技大学、北京大学东莞光电研究院合作完成，主要完成人包括褚智勤、林原、李携曦、王琦等。团队基于薄膜生长界面的非对称模型，创新提出“边缘暴露剥离法”（edge-exposed peeling）：只需用普通胶带对金刚石薄膜边缘进行简单机械剥离，即可在几秒钟内完成传统工艺需数十小时的复杂工序。通过理论建模精确优化剥离角度和厚度参数，实现了2英寸晶圆级、亚微米厚度、亚纳米表面粗糙度的多晶金刚石薄膜规模化制备。该薄膜可360°自由弯曲，同时保持超平整表面，与现有硅基CMOS工艺完全兼容。相关成果于2024年12月发表于《Nature》，题为“Scalable production of ultraflat and ultraflexible diamond membranes”。
剥离晶圆尺寸金刚石薄膜
这一技术带来的革命性意义在于：生产效率提升数个数量级，成本大幅降低，彻底打破了金刚石薄膜的产业化瓶颈。更重要的是，它首次赋予金刚石“柔性”特性，为弹性应变工程、应变传感、高性能柔性电子/光电子器件以及量子技术开辟新路径。专家评价称，这不仅加速金刚石在下一代高频高功率器件、柔性显示驱动、生物兼容植入器件等领域的落地，更为“柔性金刚石纸”般的工业级应用奠定基础，从实验室珍品走向规模化生产。
全功能二维半导体/硅基混合架构异质集成闪存芯片
“全功能二维半导体/硅基混合架构异质集成闪存芯片”，则由复旦大学集成电路与微纳电子创新学院周鹏-刘春森团队完成。二维半导体材料（如过渡金属硫族化合物）具有原子级厚度和超高迁移率，是后摩尔时代潜力材料，但长期面临从原型器件到系统级芯片的工程化瓶颈。
团队此前于2025年4月在《Nature》发表“破晓（PoX）”皮秒级二维闪存原型器件，实现400皮秒超高速非易失存储。2025年10月8日，他们再次在《Nature》发表《全功能二维-硅基混合架构闪存芯片》（A full-featured 2D flash chip enabled by system integration），推出全球首颗“长缨（CY-01）”架构芯片。该架构通过原子尺度制备技术和微米级通孔，将高性能二维超快闪存器件与成熟硅基CMOS控制电路实现“共形粘附”整体集成，支持8位指令操作、32位高速并行操作与随机寻址，全片测试良率高达94.3%。
“破晓（PoX）”皮秒闪存器件
这一成果的重大意义在于：彻底解决二维器件此前只能停留在单器件或小规模阵列的局限，实现了从“0到1”再到“1到N”的跨越。二维闪存的读写速度远超传统Flash，结合硅基CMOS的成熟工艺，兼顾超高速、低功耗与工业级可靠性和系统集成能力，为后摩尔时代芯片提供了全新技术路线。未来有望大幅提升存储密度和能效，在手机、AI边缘计算、高性能服务器等领域实现“手机跑大模型”、超低功耗AI芯片等突破，推动我国在下一代半导体存储技术上领跑全球。
最后
这两项半导体成果，一者在材料极端性能上实现柔性革命，一者在器件系统集成上完成工程跨越，共同体现了中国基础研究向应用转化的强劲动力。
国家自然科学基金委员会主任窦贤康指出，此次十大进展旨在激励科研人员产出更多原创成果，促进公众对基础研究的关注。展望未来，这些突破将为我国半导体产业自主可控注入新动能，助力高水平科技自立自强。
