拓扑半金属（TSMs）是一类拓扑材料，能带在费米能级附近呈现线性色散。拓扑材料是凝聚态物理学中的重要分支，根据对称性保护类型与能带特征，拓扑材料分为拓扑绝缘体、拓扑半金属、拓扑晶体绝缘体、拓扑超导体、磁性拓扑材料等。
在三维动量空间中，拓扑半金属具有能带交叉特征，可进一步分为节线半金属、狄拉克半金属、外尔半金属三类，具体包括MoP、Cd₃As₂、TaAs、NbAs、WTe₂、ZrSiSe、ZrSiTe等。
根据新思界产业研究中心发布的
《2026-2030年拓扑半金属（TSMs）行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示，相比于传统半导体材料，拓扑半金属具有高载流子迁移率（载流子迁移率可达10⁶ cm² V⁻¹ s⁻¹）、强烈的量子效应、独特的传输特性和电子结构等特点，在芯片互连、光电探测器制造、拓扑催化、自旋热电学、热电技术等领域具有广阔应用前景。
在芯片互连领域，拓扑半金属作为新一代互连材料，有望替代铜互连材料，成为2nm及以下先进制程的核心互连方案。近年来，人工智能、机器学习、高性能计算、高速通信等领域对芯片算力的需求不断释放、要求持续升级，而铜互连线随着尺寸缩小，电阻率急剧攀升，已成为制约芯片性能的核心瓶颈。
近年来，拓扑半金属因其独特性能和应用潜力，受到了广泛关注，相关研究单位持续增加，包括三星电子、瑞士弗里堡大学、马克斯普朗克固体化学物理研究所、南京大学、南京理工大学、中科院物理所、武汉大学、北京大学量子材料科学中心、北京大学物理学院等。
拓扑半金属领域研究成果不断增加，其中马克斯普朗克固体化学物理研究所同重庆大学材料科学与工程学院联合通过多能带协同效应，实现了在拓扑节点线半金属TaAs₂材料中同时获取大规模的奈恩斯特信号和不饱和的磁塞贝克系数。
我国在拓扑半金属领域已取得多项具有国际影响力的成果，如南京大学物理学院万贤纲教授领衔完成的“拓扑半金属理论和拓扑材料计算预测”项目，这一项目获得了2025年度国家自然科学奖二等奖。
新思界
行业分析人士表示，拓扑半金属具有独特结构和性质，在芯片互连、自旋电子学、热电技术、拓扑催化等领域应用前景广阔。近年来，国内外在拓扑半金属领域取得了一系列成果，为其产业发展奠定了基础，但目前来看，拓扑半金属走向实际应用在性能调控、材料生长、工艺集成等方面仍存在诸多挑战。
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