全球首颗二维-硅基混合架构闪存芯片在复旦诞生
2025-10-10 21:53 来自:
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全球首颗二维-硅基混合架构闪存芯片在复旦诞生
“破晓长缨”助力创新技术走向应用
从半导体晶体管诞生到全球第一颗CPU，用了24年。复旦大学集成电路与微纳电子创新学院、集成芯片与系统全国重点实验室周鹏-刘春森团队，发表迄今最快二维闪存原型器件成果仅仅半年后，实现了全球首颗二维-硅基混合架构闪存芯片。
从颠覆性创新走向系统级应用，这一原本需要数十年的漫漫征途被大幅压缩。北京时间10月8日晚，国际权威学术期刊《自然》发表了这一重大成果。
比传统闪存快100万倍
一个满血版大模型想要流畅运行，存储单元至少每秒工作上亿次。当下，信息的存储速度极限，成为集成电路领域最为关键的基础科学问题之一。
目前速度最快的存储器均为易失性存储器，速度为1—30纳秒，但断电后数据会丢失。传统闪存不会轻易丢失数据，但存储速度比芯片工作速度落后10万倍以上。
2018年至今，研究团队一直深耕闪存“提速”难题。他们从底层物理出发，构建了一个全新理论框架，研制出迄今最快的二维闪存器件“破晓”——速度达到400皮秒，比传统闪存快100万倍。这一突破性成果今年4月发表于《自然》。
上个月，刘春森因为这一研究成果入选2025年《麻省理工科技评论》亚太区“35岁以下科技创新35人”。
借道已有的“高速公路”
从颠覆性创新到系统级应用，本质上是一条“从0到10”的艰难征途。而要真正走通这条路，离不开从“10到0”的远见——从未来应用出发，倒推技术发展的路径。
现有成熟的硅基工艺平台像一条高速公路，“破晓”像是一辆新型赛车，能否借道这条高速公路？“一旦成功，可以快速实现集成突破，同时赋能已有产业。”刘春森说。
二维半导体厚度仅为1—3个原子，如同“薄翼”般脆弱，与百微米级别的硅材料并不兼容。为此，团队研制了原子芯片集成框架“长缨”，将二维存储电路与硅基电路分离制造，再通过微米尺度的高密度单片互连技术实现完整集成，芯片集成良率高达94.3%。这一成果将二维超快闪存与硅基工艺平台深度融合，攻克了二维信息器件工程化的关键难题，率先实现全球首颗二维-硅基混合架构闪存芯片。
集成电路领域鲜有中国的原创技术，从“破晓”到“长缨”的命名，都暗含了研究团队“希望助力中国半导体产业有所突破”的决心。
非易失性存储器每年市场规模高达600亿美元，其中闪存占主导。对于全球首颗二维-硅基混合架构芯片的产业价值，不少投资公司表示看好。周鹏介绍，接下来，团队计划用3到5年，把混合架构芯片容量做到百万级别。
（来源：解放日报 记者 黄海华）
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2. 700 letters per message
3. Maximum power 120W
4. The coverage radius can reach 8km
5. Up to 50000 SMS messages can be sent per hour
6. Use numbers or letters as the sender's name
7. Simultaneous long-distance and short-distance transmission
8. You only need to set the configuration once to use it without restriction.
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借道已有的“高速公路”
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现有成熟的硅基工艺平台像一条高速公路，“破晓”像是一辆新型赛车，能否借道这条高速公路？“一旦成功，可以快速实现集成突破，同时赋能已有产业。”刘春森说。
二维半导体厚度仅为1—3个原子，如同“薄翼”般脆弱，与百微米级别的硅材料并不兼容。为此，团队研制了原子芯片集成框架“长缨”，将二维存储电路与硅基电路分离制造，再通过微米尺度的高密度单片互连技术实现完整集成，芯片集成良率高达94.3%。这一成果将二维超快闪存与硅基工艺平台深度融合，攻克了二维信息器件工程化的关键难题，率先实现全球首颗二维-硅基混合架构闪存芯片。
集成电路领域鲜有中国的原创技术，从“破晓”到“长缨”的命名，都暗含了研究团队“希望助力中国半导体产业有所突破”的决心。
非易失性存储器每年市场规模高达600亿美元，其中闪存占主导。对于全球首颗二维-硅基混合架构芯片的产业价值，不少投资公司表示看好。周鹏介绍，接下来，团队计划用3到5年，把混合架构芯片容量做到百万级别。
（来源：解放日报 记者 黄海华）
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