復(fù)旦團隊研制世界最快閃存器件

電荷超注入皮秒閃存器件工作機制示意圖。學(xué)校供圖

　　本報訊（記者 任朝霞）“在一眨眼的時間內(nèi)，超級閃存已經(jīng)工作了10億次，原來的U盤只能做到1000次?！苯眨瑥?fù)旦大學(xué)周鵬、劉春森團隊成功研制“破曉（PoX）”皮秒閃存器件，擦寫速度達到亞1納秒（400皮秒），是人類目前掌握的最快半導(dǎo)體電荷存儲器件。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于《自然》期刊。

　　隨著人工智能（AI）時代的到來，現(xiàn)有的分級存儲架構(gòu)難以滿足計算芯片對極高算力和能效的需求，急需存儲技術(shù)的突破來實現(xiàn)變革。針對AI計算所需的算力與能效要求，信息存取速度直接決定了算力上限，而非易失性存儲技術(shù)則成為實現(xiàn)超低功耗的關(guān)鍵。因此，破局在于解決集成電路領(lǐng)域最為關(guān)鍵的基礎(chǔ)科學(xué)問題：信息的非易失存取速度極限。

　　周鵬、劉春森團隊基于器件物理機制的創(chuàng)新，持續(xù)推進高速非易失性閃存技術(shù)的研發(fā)。通過巧妙結(jié)合二維狄拉克能帶結(jié)構(gòu)與彈道輸運特性，調(diào)制二維溝道的高斯長度，從而實現(xiàn)溝道電荷向存儲層的超注入。這一超注入機制與現(xiàn)有閃存電場輔助注入規(guī)律截然不同：傳統(tǒng)注入規(guī)律存在注入極值點，而超注入則表現(xiàn)為無限注入。團隊構(gòu)建了準(zhǔn)二維高斯模型，成功從理論上預(yù)測了超注入現(xiàn)象，并據(jù)此研制“破曉（PoX）”皮秒閃存器件，其性能超越同技術(shù)節(jié)點下世界最快的易失性存儲SRAM（靜態(tài)隨機存取存儲器）技術(shù)。

　　據(jù)介紹，該成果不僅有望改變?nèi)虼鎯夹g(shù)格局，進而推動產(chǎn)業(yè)升級并催生全新應(yīng)用場景，還將為我國在相關(guān)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)引領(lǐng)提供強有力支撐。

《中國教育報》2025年04月19日 第01版