芯片革命一夜引爆！1月29日凌晨0点，全球科学界被中国“偷袭”！ 1月29日0点，复旦大学两支团队同时登上国际顶级期刊《自然》——不是一篇，是两篇！硬核科技刷屏全球。 先说说其中一支，是复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室的周鹏、马顺利团队，他们研制出了一套叫“青鸟”的原子层半导体抗辐射射频通信系统，还依托“复旦一号”卫星平台，在国际上第一次实现了基于二维电子器件与系统的在轨验证，开辟了原子层半导体太空电子学的新领域。 可能有人不懂太空里的芯片有啥特殊的，其实太空环境里全是高能粒子，这种辐射特别容易让普通硅基芯片性能下降，甚至直接损坏，这对航天器的在轨寿命影响很大。以前咱们国家乃至全球，解决这个问题的办法都是给芯片加屏蔽层，或者搞冗余加固电路，这样虽然能提高可靠性，但芯片会变得更重、更费电，和未来航天系统“轻量化、低成本”的需求根本不匹配。 而复旦这个团队换了个思路，没用传统的加固方法，而是用了原子级厚度的二维半导体材料，这种材料厚度不到1纳米，比普通硅片薄几百倍，高能粒子穿过去也不会对它的性能造成太大影响，相当于实现了辐射免疫。 他们做过地面模拟辐照实验，用的辐射剂量达到了10兆拉德，这是国内目前能达到的最高剂量水平之一，实验结果显示，芯片性能依然稳定。为了验证在轨效果，他们花了五年多时间攻关，2024年9月24日，把“青鸟”系统搭载在“复旦一号”卫星上，发射到了距离地球约517公里的低地球轨道。他们还把复旦大学校歌的原始手稿照片存入系统，完成了太空星内通信传输，最后信号返回地面站解码，准确无误。 截至1月29日论文发表时，这个系统已经在轨运行9个月，传输数据的误码率还低于10的负8次方，稳定性特别好。按照理论测算，就算把它放到辐射更恶劣的地球同步轨道，在轨寿命也能达到271年，比传统硅基系统提升了两个数量级，而且它的功耗还不到传统硅基射频系统的五分之一，能大大降低航天器的能源消耗，这个成果的潜在市场价值能达到数十亿甚至百亿美元。 另一支团队是复旦大学应用表面物理全国重点实验室的吴施伟、袁喆团队，他们的研究聚焦在芯片材料上，发现了一类特殊的低维反铁磁性体系，还第一次观测到这种体系在外磁场下能实现确定性的双稳态整体切换，完善了相关的经典理论框架，让反铁磁材料从“有趣而无用”变成了“可读可写”，为下一代低功耗、高速运算芯片提供了新路径。 以前在磁学领域，反铁磁材料一直被科学家们又爱又愁，它比我们手机、电脑里用的铁磁材料更稳定、更抗干扰，理论上运算速度能快上千倍，本来是造高速低功耗芯片的理想材料，但它有个致命缺点——整体看起来没有磁性，对外磁场也不敏感，常规手段根本没法探测和操控它，就连因反铁磁理论获诺贝尔奖的物理学家都曾说，这种材料是“有趣而无用”的。 而复旦这个团队，靠着自主研发的无液氦非线性磁光显微系统，解决了这个难题，他们利用非线性光学二次谐波技术，能清晰观测到低维反铁磁材料的磁结构变化，终于实现了对它的探测和操控，这一步突破，让反铁磁材料真正有了实际应用价值，以后咱们的手机、电脑芯片，有望变得更快、更省电，还更稳定。 这两项成果能同时登上《自然》，绝不是偶然，而是我国多年来在芯片领域持续投入、刻苦攻关的结果。一直以来，我国芯片产业都面临“卡脖子”问题，不管是太空用的高端芯片，还是民用的高速低功耗芯片，核心技术和材料大多依赖进口，2024年的数据显示，我国技术难度最大的半导体光刻胶自给率仅8%，高端芯片材料的进口依赖度更是超过95%。而复旦这两支团队的突破，一下子在太空芯片和芯片核心材料两个关键领域打破了国外垄断，不用再看别人脸色。 全球科学界之所以会被“偷袭”，就是因为他们没想到中国能在这么短的时间内，在芯片领域的两个核心方向同时取得这么大的突破，而且这些突破都不是停留在理论层面，已经有了实际的在轨验证和成熟的技术路径，很快就能转化为实际应用。这不仅能支撑我国下一代卫星互联网、深空探测等重大工程，还能推动我国民用芯片产业升级，让我们在全球芯片革命中占据主动，也让全世界看到了中国科技的实力。
