过渡金属硫化物即过渡金属硫族化合物，是一类具有MX₂化学通式的二维层状半导体材料。在单原子层厚度下，其从间接带隙转变为直接带隙，展现出优异的光电特性、强自旋-轨道耦合及谷自由度，被视为后摩尔时代突破硅基器件物理极限的关键候选材料。
目前，过渡金属硫化物尚未形成大规模消费级终端产品，但已出现多种工程化中间产品形态，如薄膜/晶圆：通过CVD或外延生长制备的厘米级MoS₂、WS₂薄膜，用于科研或原型器件制造；光电探测器芯片：对可见光至近红外敏感，响应速度快、暗电流低，适用于成像与通信；场效应晶体管（FET）：作为沟道材料，用于超低功耗逻辑电路原型；单光子源器件：利用缺陷或量子点结构，在WSe₂中实现确定性单光子发射，用于量子密钥分发。
过渡金属硫化物凭借其原子级厚度、可调直接带隙和优异光电特性，在多个前沿领域展现应用潜力：在微电子领域，作为1 nm以下节点晶体管沟道材料，有望延续摩尔定律；在光电子领域，用于高性能光电探测器、柔性LED及单光子源，支撑量子通信。根据新思界产业研究中心发布的《
2025-2029年全球及中过渡金属硫化物行业研究及十五五规划分析报告》预测，2029年全球过渡金属硫化物市场规模有望超过5亿美元。
过渡金属硫化物行业竞争格局呈现“美欧主导基础研究、中日韩加速技术转化”态势。美国MIT、斯坦福等高校在单光子源、谷电子学等前沿方向领先；欧洲依托IMEC和“石墨烯旗舰计划”，聚焦CMOS集成与异质结器件；中国在大面积单晶MoS₂/WS₂制备（中科院、清华）、器件集成（华为、中芯国际）方面快速追赶，企业如常州二维碳素布局材料量产。
2024年，IMEC联合英特尔展示基于MoS₂的全集成300 mm晶圆级晶体管原型，验证其CMOS兼容潜力。同年，Atomically完成8000万美元B轮融资，用于建设自动化TMDs薄膜产线。Graphenea扩展产品线，推出WSe₂单光子源芯片，切入量子通信供应链。
新思界
行业分析师表示，过渡金属硫化物产业化面临多重瓶颈：大面积、高结晶质量单层薄膜制备难度大，CVD工艺重复性差；金属接触存在费米能级钉扎，导致接触电阻高，限制器件性能；与现有CMOS工艺兼容性不足，缺乏标准化集成流程；部分材料（如WSe₂）在空气中易氧化，稳定性差；测试标准缺失、高端设备依赖进口，且跨学科人才稀缺，短期内难以实现低成本、高良率量产。
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