由中国科学院、中国工程院主办，中国科学院学部工作局、中国工程院办公厅、中国科学报社等承办的中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的2023年中国十大科技进展新闻、世界十大科技进展新闻于2024年1月11日揭晓。北京大学电子学院彭练矛院士-邱晨光研究员团队成果《超越硅基极限的二维晶体管问世》入选“2023年中国十大科技进展新闻”。

2023年中国十大科技进展新闻揭晓现场

2023年中国十大科技进展新闻颁奖现场

2023年中国十大科技进展新闻北大团队获奖证书

“双十”评选活动自1994年至今已举行30次，是科技领域历史最悠久的科普评选活动之一，由全体两院院士投票选出年度中国十大科技进展新闻和世界十大科技进展新闻，旨在向公众传播国内外科技发展动态，普及科学技术。评选结果经新闻媒体广泛报道传播后，在社会上产生了强烈反响，使公众进一步了解了年度国内外科技发展的动态，对宣传、普及科学技术起到了积极作用。

芯片是智能信息社会的基础核心，但传统晶体管接近物理极限而制约了芯片的进一步发展。原子级二维半导体被认为有潜力突破硅基技术瓶颈。全球知名半导体公司和研究机构，如英特尔、台积电、三星和欧洲微电子中心等，均对二维晶体管投入研发。然而，由于接触、栅介质和材料等方面的瓶颈，至今所有实现的二维晶体管的性能都不能媲美业界硅基晶体管。当前已有实验结果远落后于理论预测，无法充分展示二维半导体的潜力。

北京大学彭练矛、邱晨光团队构筑了10纳米弹道二维硒化铟晶体管，创造性地提出“稀土钇元素诱导二维相变理论”，并发明了“原子级可控精准掺杂技术”，从而成功克服了二维电子器件领域金属和半导体接触的国际难题，首次使得二维晶体管实际性能超过业界硅基10纳米节点Fin晶体管和IRDS预测的硅基极限。将二维晶体管的电压降到0.5V，延时仅为硅基极限的1/4，功耗降为1/3，室温弹道率提升至所有晶体管最高纪录83%，研制出国际上迄今速度最快、能耗最低的二维晶体管，该技术有望在未来亚1nm技术节点实现高速低功耗芯片。相关成果2023年3月22日发表于《自然》（Nature，616，470—475，2023），第一作者为电子学院博士研究生姜建峰和徐琳博士。  

北大团队所研制的高能效弹道二维晶体管

二维集成电路技术展望

多位国际审稿人认为该突破解决了二维电子学领域多个关键挑战，将推动二维电子学发展进入新阶段；被Nature、Nature Review Materials、Nature Electronics、Nature communications等期刊正面引用，评价为“迄今为止速度最快能耗最低的二维晶体管”；被集成电路顶级会议VLSI列入2023年度全球芯片技术器件方向重大进展；被全球领先的半导体制造公司Intel在国际电子器件大会IEDM中列为首次满足集成电路业界需求的二维晶体管；被《中国科学报》、Nature Asia、《光明日报》等媒体报道，认为本研究“突破了常规芯片的技术瓶颈，首次展示出二维半导体的高能效优势”。

2023年中国十大科技进展新闻榜单：

1. 全球首座第四代核电站商运投产

2. 神州十六号返回,空间站应用与发展阶段首次载人飞行任务圆满完成

3. 超越硅基极限的二维晶体管问世

4. 我国科学家发现耐碱基因可使作物增产

5. 天问一号研究成果揭示火星气候转变

6. 我国首个万米深地科探井开钻

7. 液氮温区镍氧化物超导体首次发现

8. FAST探测到纳赫兹引力波存在证据

9. 世界首个全链路全系统空间太阳能电站地面验证系统落地启用

10. 科学家阐明嗅觉感知分子机制