硅基芯片统治半导体行业半个多世纪，而今天，这一霸权正遭遇来自中国科研界的致命一击。北京大学彭海琳团队研发的二维铋基环栅晶体管（2D-GAA FET），不仅以颠覆性性能碾压硅基极限，更撕开了西方技术封锁的裂口，为中国芯片产业开辟了一条“换道超车”的破局之路。
2017年，北大实验室的一次“失败实验”意外催生了铋基材料的重大发现：硒氧化铋（Bi₂O₂Se）。这种原子级平整的二维半导体材料，凭借超高电子迁移率、天然氧化物栅介质（Bi₂SeO₅）和极低缺陷率，成为突破硅基物理极限的完美载体。彭海琳将其比作“内壁光滑的水管”，电子在其中流动几乎无阻力，电流损耗锐减，能耗较硅基芯片直降10%以上。更关键的是，其厚度仅1纳米，直接跳过传统光刻工艺的桎梏，实现埃米级制程精度，让中国在无需EUV光刻机的条件下，直击芯片制造的“终极战场”。
在相同工况下，铋基环栅晶体管的速度达到国际顶尖硅基芯片的1.4倍，能耗仅为其90%，综合性能超越英特尔、台积电、三星等巨头的同类产品。这一成就的底层逻辑，在于其“环栅结构+二维材料”的双重颠覆。传统硅基芯片从平面栅（MOSFET）到鳍式栅（FinFET），再到全环绕栅（GAAFET），本质是“物理堆叠”的修修补补。而铋基环栅晶体管将栅极360°包裹二维沟道，静电控制力飙升，漏电流近乎归零，彻底终结“功耗墙”困局。
硅基材料在10纳米以下制程中载流子迁移率断崖式下跌，而铋基二维材料的原子级界面与高介电常数特性，使其在1纳米以下节点仍能保持性能线性增长，直接撕碎摩尔定律的“停摆预言”。
美国对EUV光刻机的封锁曾被视为中国芯片业的“死穴”，但铋基技术以材料创新开辟了“第二战场”。二维材料的自组装特性与原子级厚度，使芯片制造摆脱对EUV的依赖，利用现有产线即可实现埃米级精度，直接跳过7纳米以下制程的技术封锁。从材料、架构到工艺，铋基技术全链条由中国团队自主掌控。
铋基芯片的横空出世，不仅是中国打破硅基垄断的利器，更是一场全球半导体产业格局重塑的序曲。当西方仍在硅基赛道内卷时，中国已用铋原子的“降维打击”，为芯片战争写下了新规则。
