11月6日，全省科学技术奖励大会上，作为2024年度江苏省自然科学奖一等奖项目的第一完成人，南京大学集成电路学院院长王欣然获颁奖励证书。

省自然科学奖的评选，注重前瞻性、理论性。王欣然领衔的“二维过渡金属硫族化合物半导体材料与器件研究”项目由南京大学牵头，联合东南大学、南京邮电大学完成。项目主要成果形成于2014年1月至2022年5月期间，对我国集成电路开辟新赛道具有重要意义。

过渡金属硫族化合物半导体即通常所说的“二维半导体”，被公认为“后硅时代”集成电路的核心材料。项目团队针对“原子级二维半导体能否大面积制备及实现器件应用”这一关键科学问题，取得一系列原创性重大突破：创建的二维半导体定向外延生长理论，引发国际上众多团队跟踪研究，形成完整的理论体系；在国际上率先突破的晶圆级单晶制备技术，形成当前主流技术路线；提出的范德华界面重构学术思想，成为通用设计准则，指导产业界开展器件技术研发；创新发展的晶圆级金属自支撑转移与低温三维集成技术，被国际技术路线图列为领域里程碑进展。

南京大学集成电路学院副教授李涛涛告诉记者，二维半导体如果只做小片样品，或者做单个器件演示，意义是有限的。要进入集成电路，就必须做到大面积、均匀、可重复，也就是能够制成晶圆级的单晶材料。没有高质量晶圆，器件一致性、规模化制造和产业应用都谈不上。“我们很早就判断，晶圆级单晶制备是整个领域的‘卡脖子’环节。谁先解决这个问题，谁就能在二维半导体未来发展中掌握主动权。我们选择啃这块硬骨头，正是因为它有非常重要的科学价值和战略价值。”

突破晶圆级单晶制备技术，是二维半导体走向集成电路应用必须跨过的一道关。有意思的是，突破比团队预想的要快——从决定攻克这个问题，到实验上第一次做出来，大概只用了一年。但是，接下来一段时间，结果怎么都重复不出来，成为项目推进过程中“最难熬的阶段”。

那段时间团队压力很大。他们一个环节一个环节排查，最后发现问题出在定制外延衬底的加工精度不够。找到原因后，团队重新设计衬底结构，放宽设计余量，从而可以降低对加工精度的依赖，最终跨过这道坎。李涛涛说：“现在回头看，那个阶段非常宝贵，它让我们把二维半导体材料生长中的每一个细节都想清楚了。”

王欣然说：“只有坚持长期主义、加强原始创新，才能从科学发现走向技术突破、产业变革。我们将继续围绕国家重大需求，把基础研究成果转化为支撑集成电路自主发展的关键力量。”

新华日报·交汇点记者 徐冠英