全球半导体产业逼近硅基材料物理极限的背景下，二维半导体材料被认为是重要的替代方向。其中，二硫化钼因电学性能突出而备受关注，但产业化长期受制于传统制备技术的两大瓶颈：一是金属有机化学气相沉积过程中反应动力学不足，导致生长速率偏慢；二是前驱体热分解带来的碳杂质会显著拉低薄膜质量。针对该难题，研究团队经过多年攻关，提出并引入氧气辅助机制。“在高温反应环境中精确控制氧含量，让氧气优先与碳元素结合，生成可挥发的化合物。”项目负责人王欣然教授介绍。实验结果显示，该方法将6英寸二硫化钼薄膜的生长时间由数十小时缩短至数十分钟，同时将碳杂质浓度降至满足工业化应用的水平。该突破带来多上产业价值：首先，为大尺寸、均匀薄膜制备提供了可扩展路径，单批次生长面积已覆盖8英寸晶圆需求；其次，通过工艺优化而非设备更换实现性能提升，降低了技术转化成本；更重要的是，该技术与现有半导体产线兼容性较好，也为深入向12英寸产线适配预留了接口。业内专家认为，全球二维半导体研发正处于从实验室走向生产线的关键窗口期。美国、欧盟等主要经济体近年持续加大投入。此次我国科研团队取得的原创性突破，显示我国新材料研发上具备国际领先竞争力。《科学》期刊评审意见指出，这项研究“解决了困扰学界十余年的基础性难题”。
当前，科技创新与产业变革持续加速，芯片产业竞争更升温。我国科研团队在二维半导体领域的这个进展，表明了自主创新能力，也为基础研究走向产业应用提供了更清晰的路径。从实验室研究到产线规模制造仍需持续探索，但每一次关键突破都在缩短这段距离。随着技术持续完善、产业化进程加快，二维半导体有望在未来芯片产业中承担更重要的角色，为我国集成电路产业的自主发展提供新的支撑。