在目前的3D集成电路中，也只有高端芯片后道工艺实现了硅通孔的电极互连。而硅逻辑单元只能在单晶面上通过离子注入实现，仅能有一层逻辑单元，无法“向上”发展，这也就是硅基半导体芯片逻辑单元的底层“封印”。如何打开硅基半导体芯片逻辑单元的底层“封印”，提高芯片的“容积率”？这必须通过“新的建筑材料和建筑方法”得以实现。二维半导体材料具有可垂直堆垛加工特性，有望构建垂直多层级互连电路。由于集成电路对器件性能及其均一性的要求，首先需要开发在任意表面制备二维半导体单晶的技术。为此，我们发展了二维半导体单晶晶圆的可控制备技术（Science 372, 195-200, 2021）。且由于该二维平面内外延技术，二维半导体单晶可以制备在任意的表面（Nature Synthesis 1, 701-708, 2022），支持层间互连构筑。进一步通过共溅射技术实现精准的p型和n型掺杂，结合“自下而上”和“层模块”等加工技术，有望开辟垂直互连集成电路的新方法。解除硅基半导体芯片单个底层架构的“封印”限制，实现多层级电路模块的3D互连，大大提高单位面积上的晶体管数量，解除对极紫外光刻技术的依赖。