单纯由尺寸微缩已无法延续摩尔定律。晶体管通道越窄，更容易影响载子传输特性，因为表面缺陷将主导传输特性。
未来2纳米以下节点技术发展方向将围绕三大核心挑战展开：功耗、性能与集成度的协同优化。
首先，晶体管架构革新是关键。随着FinFET逼近物理极限，环绕栅极（GAA）纳米片晶体管将成为主流，而更先进的CFET（互补场效应晶体管）和原子级薄二维材料（如MoS₂）可能进一步突破亚1纳米节点，通过垂直堆叠实现更高密度与能效。
其次，新材料与工艺突破至关重要。High-NA EUV光刻（0.55 NA）将支撑更精细图案化，但需解决掩模缺陷和成本问题；金属互连方面，钴、钌等替代铜以降低电阻，而自组装分子层（SAM）和选择性原子沉积（ALE）可能实现原子级精度制造。
最后，异构集成与3D封装将延续摩尔定律。芯粒（Chiplet）技术通过先进封装（如Hybrid Bonding）整合不同工艺节点，结合光互连与近存计算，以系统级创新弥补单一工艺缩放的边际效益递减。
| 原子层厚度 | ➥ | 器件闸极易于操控及尺寸微型化 |
| 层内原子键结 | ➥ | 共价键强韧 |
| 层与层之间 | ➥ | 范德华力 |
| 表面无悬键 | ➥ | 可降低组件信道接口缺陷 |
| 高载子迁移率 | ➥ | 开电流高、电性更佳、更省电 |
在纳米尺度下，二维半导体（如MoS₂、WSe₂等）展现出远超传统硅基材料的优异电学性能，其载流子迁移率可达硅半导体的近百倍，同时具备原子级厚度带来的完美静电控制和极低漏电流特性。这些特性使二维半导体成为突破1纳米以下技术节点的关键材料，不仅能与CFETs架构形成互补，更能通过异质集成实现多功能器件创新。
随着大面积生长和界面工程技术的突破，二维半导体有望在后摩尔时代掀起新一轮材料革命，为高性能计算、低功耗芯片和新型存储器件提供颠覆性解决方案。
