硅基极限下的突围：Nexstrom押注二维材料，欲解芯片“摩尔定律”焦虑

【科技24时区】数十年来，半导体行业的演进逻辑近乎单一：通过不断缩小硅晶体管尺寸、在单颗芯片上堆叠更多元件来换取性能提升。然而，这种物理层面的极致压缩正逼近临界点——电子流控制难度呈指数级上升，漏电、功耗激增与散热难题如影随形。当传统硅基路径日益逼仄，新加坡初创企业Nexstrom试图换道超车。这家由Xora Innovation孵化的公司认为，用二维（2D）材料替代硅，或许是破解当前困境的一把钥匙，尤其是在数据中心需求引爆全球组件短缺、且这一趋势未见缓和之际。

值得注意的是，这里所谓的“二维”并非几何意义上的绝对平面，而是指过渡金属硫族化合物（TMDs）这类材料薄至仅几个原子层厚度。正是这种极致的纤薄特性，使其被归入“2D材料”家族，并吸引了渴望进一步微缩芯片尺寸的制造商目光。Nexstrom的核心野心在于制造一种名为“North Star”的设备，旨在让晶圆厂能够直接在商业通用的300毫米（12英寸）晶圆上生长这些超薄半导体。这不仅是材料的革新，更是制程工艺的颠覆。

当然，嗅到这一风向的并非只有Nexstrom一家。台积电、英特尔以及比利时微电子研究中心（IMEC）均在探索将2D材料整合进晶体管的路径；AIXTRON、CDimension等设备与材料厂商也在攻克制造链条的其他环节。此前，台积电、ASML与IMEC甚至联合展示了2D材料晶体管在300毫米集成工艺中的应用潜力。但在巨头林立的赛道中，Nexstrom选择了一个更为棘手的切入点：规模化生产。

“在实验室里，人们能获得极小尺寸的高质量材料，但规模极其有限。”Nexstrom联合创始人兼首席科学家Lance Li向TechCrunch坦言，“这正是Nexstrom要填补的空白。”Li曾在台积电主导后硅时代电子学研究，自2012年起便深耕2D材料领域。基于此技术积淀，该公司于周二宣布完成1200万美元种子轮融资，投资方包括Xora、Foothill Ventures及SEEDS，累计融资额达1500万美元。

与直接挑战台积电、三星或英特尔不同，Nexstrom的定位更偏向于“军火商”——向这些巨头出售技术或建立合作伙伴关系。尽管出于保密协议未透露具体名称，但公司证实已有行业伙伴正在测试其晶圆与材料样品。不过，从实验室走向量产仍横亘着诸多障碍，其中最核心的挑战在于如何在全尺寸晶圆上实现TMDs的一致性生长。

Nexstrom首席执行官Phoebe Tan表示，现阶段的工作重心是交付符合行业伙伴指定标准的材料质量。“我们已在刚安装的12英寸系统上证明了晶圆上的材料成果。我们已经系统性地将规模从2英寸扩展至6英寸，并计划在10月底前完成8英寸和12英寸的工艺验证。”这笔新注入的资金将被用于深化技术研发、推动设备接近商业化生产，同时加强过程控制与测量能力，扩充团队，并支持潜在客户的资格认证程序。按照规划，Nexstrom预计其设备将在2030年至2035年间具备商业化生产能力。

从某种角度看，这场关于“厚度”的革命，实则是对算力瓶颈的一次深层回应。当硅的物理极限日益清晰，谁能率先打通2D材料从微观实验到宏观量产的“最后一公里”，谁就可能掌握下一个十年半导体产业的话语权。