2023年4月21日下午14：00，北京大学电子学院前沿学术论坛第51期在北京大学理科二号楼2736报告厅成功举办。南京大学电子科学与工程院副院长、集成电路学院执行院长、国家杰出青年基金获得者、教育部长江学者王欣然教授以“2D semiconductors for future computing”为题作了精彩报告。讲座由电子学院胡又凡老师主持。约100名师生参与了讲座。

首先，王欣然教授从铜互连、应力键和高K材料三个方面介绍了过去30年材料创新是集成电路发展的核心驱动力之一。集成电路发展进入了“后摩尔时代”，需要寻求底层材料和电路架构的原始创新，二维材料具有超薄极限的沟道厚度和低温后端异质集成等特点，是延续摩尔定律的有效途径之一。

然后，王欣然教授就二维半导体单晶外延制备、高性能电子器件、三维光电集成以及类脑计算架构介绍了他课题组的主要研究内容。针对单晶外延制备，王欣然教授课题组通过设计c面蓝宝石上的原子平台高度，以实现边缘成核机制和二硫化钼聚接为连续厘米级薄膜，显著提高了以双层二硫化钼沟道的场效应晶体管器件的电子迁移率。接着，王欣然教授介绍了其在器件技术方面的工作，其课题组通过能带和半金属锑的杂化将单层二硫化钼的接触电阻推向量子极限，并制备出高性能的二硫化钼晶体管，导通电流为1.23mA/um，开关比10⁸，本征延迟74fs。王欣然教授课题组进一步优化器件结构减少晶体管寄生电容制备了高速环振，达到2.65GHz的先进水平。同时，王欣然教授从类脑计算出发，提出一种基于铁电效应的晶体管和原子薄二硫化钼沟道的双工器件结构，实现了新型的存内计算架构，大大降低了运算功耗。

最后，王欣然教授就未来半导体发展从实验室到代工厂存在的问题以及发展趋势。王教授指出在二维材料方面，其面积扩展，界面缺陷控制，多层制备以及工艺库方面还存在多方面问题；在器件层面，器件的微缩，掺杂以及如何实现CMOS晶体管等方面也存在多种问题需要解决；在集成层面，如何建立可靠的物理模型、电路设计、怎样与硅基集成电路进行集成兼容以及发展新型电路架构等多方面问题需要科研人员进一步的努力攻克，为未来集成电路产业先进制程提供新的发展思路。

在提问环节，王欣然教授与参会师生就国内代工厂能否进行二维材料的产线布局等一系列问题展开讨论。报告结束时，电子学院院长彭练矛院士为王欣然教授颁发了北京大学电子学院前沿学术论坛纪念牌。