重磅消息！ 美國賓夕法尼亞州立大學(xué)6月11日在頂級期刊《自然》上發(fā)表了一項震撼科技界的研究成果：他們成功制造出世界第一臺完全不依賴硅材料的二維計算機！這臺基于原子級厚度材料的計算機能夠執(zhí)行基本運算，標(biāo)志著人類可能正式邁入"后硅時代"。要知道，硅材料統(tǒng)治半導(dǎo)體世界已經(jīng)80年了，這次突破究竟意味著什么？讓我們一起揭開這個科技奇跡的面紗。

硅材料怎么了？為什么要拋棄它？

硅已經(jīng)"累了"。 還記得紙張對折嗎？你把一張紙不斷對折，折到第7次就很困難了。硅芯片也是如此——越做越小，性能反而開始下降。物理定律說：嘿，老硅，你的極限到了！

這個"二維材料"到底是什么神奇東西？

就是"超薄片"。 二維材料只有一個原子那么厚！比頭發(fā)絲薄30萬倍。但神奇的是，它們在如此薄的情況下，電子性能依然強悍。

他們用了什么材料來造這臺計算機？

二硫化鉬（MoS?）和二硒化鎢（WSe?）。聽起來很復(fù)雜？其實就是兩種超薄的"智能薄片"，一個負(fù)責(zé)處理正電荷，一個負(fù)責(zé)處理負(fù)電荷。它們搭檔合作，就能讓電腦運轉(zhuǎn)起來。

這臺計算機性能如何？能玩游戲嗎？

別想太多，它現(xiàn)在還是個"學(xué)步寶寶"。 運行頻率只有25千赫茲，相當(dāng)于上世紀(jì)70年代的水平。但重點不在速度，而在于它證明了一件事：沒有硅，地球照樣轉(zhuǎn)！這就像萊特兄弟的第一架飛機，飛得不高不遠(yuǎn)，但意義重大。

那它有什么優(yōu)勢讓科學(xué)家這么興奮？

三個字——"省電王"！ 功耗只有皮瓦級別（10?12瓦），這是什么概念？就是用一節(jié)5號電池能讓它運行幾千年！未來的手機可能充一次電用一輩子。

制造難度大嗎？能量產(chǎn)嗎？

目前還很"嬌貴"。 需要用到金屬有機化學(xué)氣相沉積技術(shù)，聽起來就很高大上對吧？科學(xué)家們制造了超過1000個晶體管才搭建成這臺計算機。但好消息是，這項技術(shù)已經(jīng)證明可以大規(guī)模制造。

什么時候能用上這種技術(shù)？

耐心點，羅馬不是一天建成的。 研究負(fù)責(zé)人說得很實在：硅技術(shù)發(fā)展了80年，二維材料才研究了15年。但考慮到現(xiàn)在科技發(fā)展的速度，也許10-20年內(nèi)就能看到實用化產(chǎn)品。

這對我們普通人意味著什么？

未來的手機可能薄如紙片，電腦可能貼在墻上當(dāng)壁紙，可穿戴設(shè)備輕得讓你感覺不到存在。最重要的是，它們幾乎不耗電，真正實現(xiàn)"用不完的電量"。

為什么這項研究能發(fā)表在《自然》上？

因為它"捅破了天花板"！ 《自然》是科學(xué)界的"奧斯卡"，只發(fā)表最重要的突破性研究。這項工作首次證明了完全不用硅也能造出計算機，這在科學(xué)史上具有里程碑意義。

中國在這個領(lǐng)域怎么樣？

二維材料研究是全球熱點。 雖然這次突破來自美國，但中國在二維材料研究方面也非常活躍，多所高校和科研院所都在相關(guān)領(lǐng)域有重要進(jìn)展，并且也有論文發(fā)表在頂級期刊上。科技無國界，重要的是人類文明的整體進(jìn)步。

這臺看似簡陋的"二維計算機"，實際上可能正在開啟一場靜悄悄的技術(shù)革命。雖然距離實用化還有距離，但正如任何偉大的發(fā)明一樣，它的價值不在于今天能做什么，而在于明天可能改變什么。也許多年后回看，2025年的今天就是"后硅時代"的起點。

參考文獻(xiàn)：

1. Ghosh, S., Zheng, Y., Rafiq, M. et al. A complementary two-dimensional material-based one instruction set computer. Nature 642, 327–335 (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-08963-7
2. 賓夕法尼亞州立大學(xué)官方新聞發(fā)布，2025年6月11日