近日，复旦大学、绍芯实验室周鹏-包文中联合团队在二维半导体集成电路领域再次取得全球领先的重大突破——成功研制出全球首颗基于晶圆级二维半导体材料的现场可编程门阵列（FPGA）。相关成果发表于《国家科学评论》。
据“越城发布”介绍，该芯片基于二维半导体材料制造，具备低功耗、可重构、高可靠性等特性，为未来智能计算与航天电子等领域提供了新的硬件解决方案。
该芯片集成了约4000个晶体管，成功实现了二维半导体从简单逻辑电路向复杂可重构功能系统的历史性跨越。与团队此前开发的全球首款基于二维半导体材料的32位微处理“无极”芯片采用全数字电路设计不同，这款新型FPGA芯片将2T存储器集成到二维数字工艺中，首次实现了不同种类电路的单次流片产出。
可靠性方面，经过高达10 Mrad的总电离剂量测试，该2D FPGA芯片的核心逻辑模块在辐照后仍能保持功能完整，这一表现不仅验证了二维材料在抗辐射领域的独特价值，更为我国高可靠性电子元件研发开辟了基于新材料的技术路线，可显著减轻航天系统对厚重屏蔽层的依赖。科研团队采用行业标准设计流程，已在同一块2D FPGA芯片上充分验证了芯片的可重构性与实用价值。
在具体应用场景方面，除了在航空航天领域的重要应用外，该芯片也适用于人工智能推理、边缘计算及物联网设备。芯片的可重构特性允许用户通过硬件描述语言快速配置逻辑功能，避免了定制专用芯片的高成本和长周期，这将显著加速产品从设计到市场的进程。特别是在AI计算领域，FPGA的可重构性适合AI模型的硬件加速，芯片结构有助于突破“内存墙”，提升AI能效。