在当今数字化浪潮中，集成电路无疑是现代信息技术的核心基石，它宛如精密的大脑，驱动着各类电子设备的高效运转。然而，随着科技的迅猛发展，硅基芯片性能逐渐逼近物理极限，犹如一辆高速行驶的汽车，即将触碰到前方的限速墙。在这一背景下，开发新型高性能、低能耗半导体材料，已成为全球科研领域竞相追逐的焦点。

其中，二维层状半导体材料硒化铟，凭借其出色的迁移率和热速度等优良性能，宛如一颗璀璨的新星，被视为有望打破硅基物理限制的希望之光。但长期以来，硒化铟的大面积、高质量制备问题，始终如同难以逾越的高山，横亘在科研人员面前，制约着该材料迈向大规模集成应用的步伐，成为国际半导体领域亟待攻克的重大技术挑战。

令人振奋的是，由北京大学、中国人民大学科研人员组成的研究团队，历经长达四年的艰苦攻关，凭借着坚韧不拔的毅力和卓越的创新智慧，首创了一种独特的 “蒸笼” 新方法。这一创新之举，犹如在黑暗中点亮了一盏明灯，首次在国际上成功实现了高质量硒化铟材料的晶圆级集成制造，并成功研制出核心性能超越 3 纳米硅基芯片的晶体管器件。这一重大科研成果于 2025 年 7 月 18 日在线发表于国际顶尖学术期刊《科学》杂志，瞬间引发了全球科学界的广泛关注。

硒化铟素有 “黄金半导体” 的美誉，其性能优势显著。但制备高质量硒化铟的过程却困难重重，关键在于要在制备过程中确保硒原子和铟原子数量精准达到 1:1 的比例。传统的制备方法，通常采用开放容器对硒和铟进行加热。然而，由于硒和铟的 “蒸发” 速率截然不同，就像两个步伐不一致的人，无法协调前进，根本无法保证二者原子数量达到最优比例，最终导致制备出的晶体质量欠佳，难以满足实际应用的严苛要求。

面对这一棘手难题，研究团队另辟蹊径，创新性地提出了一种 “固 – 液 – 固” 相变生长新思路。具体而言，首先将通过简单方法制备的低质量、原子排列杂乱无章的非晶硒化铟薄膜，精心放置于圆形不锈钢容器之中。随后，把固态铟放入容器的卡槽内，接着将容器密封盖好，并进行加热操作。随着温度的逐渐升高，铟如同冰雪消融一般，转变为液态金属，在容器边缘形成一道紧密的液态金属密封圈，其密封效果恰似在蒸笼边缘包裹上一层严实的纱，将内部环境牢牢锁住。在这之后，蒸汽态的铟原子如同被一只无形的手牵引着，自然地 “蒸” 到薄膜边缘，在那里形成富铟液态边界。随着时间的推移，在这种独特的环境下，非晶硒化铟薄膜逐渐发生奇妙的转变，如同破茧成蝶一般，“长” 成高质量、原子排列规则有序的硒化铟晶体。

“这种‘封铟’的做法，形象地说，就如同我们日常用蒸笼蒸馒头。把蒸汽严严实实地封在容器里，盖子盖得密不透风，如此便能保证硒和铟的原子比数量相当，从而成功培育出高质量晶体。硒化铟薄膜就像是从最初毫无形状的‘面团’，经过一系列神奇的变化，最终变成了内部结构规整、焕然一新的‘馒头’，其重量几乎没有改变，但内部结构却发生了翻天覆地的蜕变。” 北大物理学院凝聚态物理与材料物理研究所所长刘开辉生动地解释道。

这一全新的制备方法，犹如一把万能钥匙，成功突破了硒化铟从实验室走向工程化应用的关键瓶颈，具有里程碑式的重大意义。

北大电子学院研究员邱晨光透露，目前团队已经成功制备出直径达 5 厘米的硒化铟晶圆，并构建起高性能晶体管大规模阵列，这些成果可直接应用于集成芯片器件的制造。实验数据有力地证明，基于二维硒化铟晶圆的集成器件，在关键电学性能指标与能效方面展现出惊人的优势，分别可达 3 纳米硅基芯片的 3 倍和 10 倍。这一数据对比，清晰地凸显了新型材料在性能上的巨大飞跃，也为未来芯片技术的发展指明了新的方向。

《科学》杂志审稿人对该成果给予了高度评价，称其为 “晶体生长领域的一项重要突破”。刘开辉教授满怀信心地表示，这项新成果为开发新一代高性能、低功耗芯片开辟了一条全新的路径。在未来，随着技术的不断完善和发展，基于硒化铟材料的芯片有望广泛应用于人工智能、自动驾驶、智能终端等前沿领域。想象一下，在人工智能领域，更强大的芯片性能将赋予智能算法更高效的运算能力，使其能够更快地处理海量数据，实现更精准的模型训练和预测；在自动驾驶方面，高性能芯片能够瞬间处理复杂的路况信息，让车辆的决策更加迅速和安全；而在智能终端领域，低功耗芯片将大幅提升设备的续航能力，同时为用户带来更流畅、更高效的使用体验。这一成果的广泛应用，必将深刻改变人们的生活方式，推动整个科技产业迈向新的高峰。