长久以来半导体行业有着固化的研发思路，想要提升芯片运行频率，就要依靠高精度光刻机完成纳米级别的平面线路加工，海外设备管制造成高端光刻机获取受阻之后，国内科研团队开辟出不一样的研发方向。中科院金属研究所牵头多家科研机构，研发出硅‑石墨烯‑锗势垒晶体管，也是全球首款顺利完成射频实测的垂直二维器件，器件实测本征截止频率可达 132GHz，刷新该品类器件的世界纪录，理论工作上限能够抵达 1THz，为 6G 太赫兹射频芯片研发打通全新路径。

传统平面结构晶体管已经遇到难以突破的物理桎梏，6G 通信需要达成超高传输速率以及极低信号时延，通信频段拓展至 100GHz 以上的 Sub‑THz 和太赫兹区间。常规 CMOS 晶体管和砷化镓基高频晶体管依靠电子横向移动完成信号开关，电子穿过沟道需要固定的渡越时长，当工作频率不断升高，电子移动速度跟不上信号切换节奏，高频工况之下芯片便会出现运行故障。

射频芯片还有着独有的工艺难题，这类器件需要承受高压用来发射电磁波，光刻工艺不断缩小晶体管横向尺寸，器件击穿电压随之下降，很容易发生烧毁故障。单纯依靠缩减制程、购置昂贵的 EUV 光刻机优化射频芯片性价比很低，行业发展撞上物理条件和生产成本两层阻碍。

早在上世纪七十年代科研人员就提出热电子晶体管构想，期望实现电子无碰撞的弹道式传输，可是受限于材料加工水平，基区薄膜太薄会出现漏电问题，厚度达标之后电子传输损耗又会上升，这项技术搁置数十年。石墨烯面世之后凭借超高电子迁移率备受行业看重，不过原生材料不存在带隙，晶体管断电之后依旧存在漏电流，很难单独当作沟道材料投入使用。

中科院研发团队整合两项技术的优势，选用单层厚度仅有 0.34 纳米的石墨烯充当晶体管基区，上下两层搭配硅材料与锗材料进行包裹，依靠材料接触面的肖特基势垒管控电子通断。电子不再沿着平面沟道横向行进，而是垂直穿透单层石墨烯完成传输，器件性能不再受制于光刻精度，核心难点转为精准把控多层薄膜的外延生长工艺。

对比市面主流射频元器件以及硅基逻辑芯片，硅‑石墨烯‑锗势垒晶体管采用垂直传输架构，依靠外延堆叠把控原子层级厚度，现已完成 132GHz 射频实测。传统砷化镓、氮化镓射频器件上限大多停留在 40GHz，精细光刻工艺制作的硅基晶体管高频耐压短板明显。制备垂直堆叠薄膜用到的分子束外延、化学气相沉积设备采购成本远低于 EUV 光刻机，国内相关设备国产化程度充足，可以规避海外光刻设备的供应约束。

这项新型晶体管技术并不能够直接替代高端光刻机，二者适配不一样的芯片赛道。CPU、GPU 这类大规模数字芯片需要海量晶体管集成，短时间之内依旧离不开 EUV 光刻工艺。6G 射频放大器、毫米波雷达芯片只需要少量晶体管，核心诉求为超高工作频率，垂直结构势垒晶体管刚好适配该领域的研发需求。

海外企业深耕平面光刻工艺走到技术上限，设备封锁倒逼国内科研人员钻研异质结堆叠技术，跳出固有的半导体研发思路。此次创下频率纪录的垂直器件，代表国内寻找到一条不依赖高精度横向光刻的 6G 射频芯片路线，依靠材料架构创新开启换道竞争。

亿配芯城（ICgoodFind ）认为垂直二维晶体管突破能够补齐 6G 高频射频器件短板，成熟之后可以带动毫米波雷达、太赫兹通信元器件国产化推进。