Chiny przygotowują się do uruchomienia produkcji procesorów bez krzemu

Podczas gdy globalna branża półprzewodników coraz wyraźniej dostrzega ograniczenia technologii krzemowej, Chiny przyspieszają prace nad zupełnie nową klasą procesorów. Jeszcze w tym roku ma ruszyć masowa produkcja układów scalonych wykonanych z dwusiarczku molibdenu, materiału o strukturze dwuwymiarowej, który od kilku lat znajduje się w centrum zainteresowania laboratoriów badawczych. Tym razem nie chodzi jednak o eksperymenty, lecz o realne wdrożenie przemysłowe.

Shanghai Atomic Technology uruchomiła w Szanghaju pierwszą demonstracyjną linię produkcyjną procesorów nowej generacji WUJI. Układy te powstają bez użycia krzemu, a ich podstawą jest diwusiarczek molibdenu, materiał o grubości liczonych w atomach warstw. Według informacji opublikowanych przez China Daily, pełnoskalowa produkcja ma rozpocząć się w czerwcu 2026 roku. Firma zakłada osiągnięcie wydajności odpowiadającej technologii krzemowej 90 nm już w 2026 roku. Kolejne etapy mają obejmować poziom 28 nm w 2027 roku oraz 5 nm i 3 nm w roku 2028. Taki harmonogram stawia projekt WUJI w centrum uwagi całej branży półprzewodników.

Startup z akademickimi korzeniami

Shanghai Atomic Technology powstała w lutym 2025 roku z inicjatywy Bao Wenzhonga, naukowca z Uniwersytetu Fudan. Projekt od początku łączy zaplecze akademickie z ambicjami komercyjnymi. Pierwsze układy WUJI wykorzystują architekturę 32-bitową i obsługują operacje arytmetyczne na liczbach sięgających 4,2 miliarda. Procesor radzi sobie z przetwarzaniem danych liczonych w gigabajtach, a obecna wersja zawiera 5900 tranzystorów. Jest to rekordowy wynik dla układów opartych na technologii dwuwymiarowej.

Granice krzemu i przewaga materiałów 2D

Dla porównania nowoczesne procesory wykorzystywane w smartfonach zawierają miliardy tranzystorów, lecz dalsza miniaturyzacja krzemu napotyka bariery fizyczne. Zmniejszanie struktur prowadzi do rosnących strat energii oraz problemów termicznych, które coraz trudniej opanować.

Dwusiarczek molibdenu, jako materiał dwuwymiarowy, umożliwia przesyłanie sygnałów elektrycznych przy znacznie mniejszej emisji ciepła. Taka charakterystyka czyni go szczególnie atrakcyjnym w kontekście rozwoju sztucznej inteligencji i centrów danych, gdzie zapotrzebowanie na energię stało się jednym z głównych ograniczeń dalszego wzrostu mocy obliczeniowej.

Wsparcie państwa i lokalnego ekosystemu

Władze Szanghaju aktywnie wspierają rozwój półprzewodników opartych na materiałach 2D. Miasto inicjuje współpracę pomiędzy uczelniami, instytutami badawczymi i funduszami venture capital, zapewniając finansowanie oraz dostęp do specjalistów. Zhai Jinguo, zastępca dyrektora Miejskiej Komisji Nauki i Technologii w Szanghaju, podkreśla dążenie do stworzenia pełnego ekosystemu, który umożliwi przejście od badań do masowych zastosowań przemysłowych.

Chiny nie są jedynym krajem poszukującym alternatyw dla klasycznych procesorów. W Rosji naukowcy z Petersburskiego Uniwersytetu Elektrotechnicznego LETI opracowali prototyp tranzystora polowego oparty na węgliku krzemu. Samsung Electronics zapowiedział z kolei wykorzystanie szkła jako elementu obudowy układów scalonych, planując wdrożenie tej technologii przed końcem dekady.

Równolegle zespoły badawcze z Indii i Stanów Zjednoczonych zaprezentowały eksperymentalny procesor z tranzystorami opartymi na dwuelenku wolframu i siarczku molibdenu. Układ ten wyróżnia się bardzo niskim zużyciem energii, choć jego wydajność nadal pozostaje daleko od poziomu komercyjnych rozwiązań.