本报讯科技的行进总是伴随着更高速的数据存取需求。尤其是在当今AI年代,数据的爆破式增加与高速交互需求,正使存储技能面临着史无前例的应战。传统存储器在速度、容量、功耗以及非易失性等方面难以统筹。
复旦大学集成电路与微纳电子立异学院、集成芯片与体系全国重点实验室周鹏-刘春森团队自动融入工业链,将二维超快闪存与老练硅基CMOS渠道深层次地交融,首先完成全球首颗二维-硅基混合架构芯片:长缨(CY-01),霸占了新式二维信息器材工程化的要害难题。相关成果于北京时间10月8日23点发表于世界顶尖期刊《天然》。
复旦大学周鹏-刘春森团队为存储窘境带来了全新的解决计划,完成了在AI年代“既要高速,又要大容量”的存储理念。
本年4月,周鹏-刘春森团队已在《天然》提出“拂晓”二维闪存原型器材,完成了400皮秒超高速非易失存储,是迄今最快的半导体电荷存储技能。但是,颠覆性器材要真实走向体系级使用,往往是一场绵长的马拉松。
半导体晶体管自1947年诞生起,历经贝尔实验室、仙童与英特尔等顶尖力气二十余年的接力研制,才总算催生出全球榜首颗CPU。而在现在,格式正在悄然改动——经过将新一代颠覆性器材直接融入老练的硅基CMOS工艺渠道,这一本来需求数十年的堆集进程,或许将被大幅紧缩。
颠覆性立异走向工程化使用,本质上是一条从“0到10”的困难征程。而要真实走通这条路,离不开从“10到0”的远见——从未来使用的结尾动身,倒推技能开展的正确途径。为此,复旦大学周鹏-刘春森团队自动融入工业链,将二维超快闪存与老练硅基CMOS渠道深层次地交融,首先完成全球首颗二维-硅基混合架构芯片,霸占了新式二维信息器材工程化的要害难题。
二维半导体厚度仅有1~3个原子,好像“薄翼”般纤薄而软弱,这一共同特点让其大规模集成充溢应战。团队研制“原子芯片(AtomicDevicetoChip,ATOM2CHIP)”体系集成结构,让原子级器材真实走向功用芯片。团队提出了片上二维全栈集成工艺,经过模块化集成计划,将二维存储电路与老练CMOS电路别离制作,最终与CMOS控制电路经过高密度单片互连技能(微米标准通孔)完成完好芯片集成。
除此之外,团队进一步提出了跨渠道体系模块规划方法论完成混合架构兼容运转,包括二维-CMOS电路协同规划、二维-CMOS跨渠道接口规划等。芯片集成良率高达94.3%,支撑8-bit指令操作,32-bit高速并行操作与随机寻址。
在团队看来,以长缨为架构、拂晓为内核的二维芯片将是二维电子器材工程化的里程碑,更为新一代颠覆性器材缩短使用化周期供给典范,推进信息技能进入全新的高速年代。
就未来展望,刘春森教授向记者描绘了这项技能老练后的夸姣愿景。未来,存储器将不再区别内存与外存,既具有内存的高速度,又具有外存的大容量、低功耗和非易失性。对个人用户而言,无论是手机仍是电脑,数据拜访将愈加敏捷快捷。更重要的是,这将为AI使用带来革新性革新,为AI年代的数据存储与开展敞开全新华章。
在业界看来,这项技能不仅是学术上的重大进展,更具有工业接口优势,其将二维存储电路与CMOS控制电路结合的方法,展示了立异技能从实验室走向大规模使用的潜力。现在,团队正朝着三到五年内将芯片容量提升至百万单元集成的方针行进,尽力推进这一立异技能从实验室走向千家万户,引领存储技能的一场新革新。
北京时间10月8日晚,相关研究成果以《全功用二维-硅基混合架构闪存芯片》(“Afull-featured2Dflashchipenabledbysystemintegration”)为题发表于《天然》。刘春森和周鹏为论文通讯作者,刘春森和博士生江勇波、沈伯佥、袁晟超、曹振远为论文榜首作者。研究工作得到了科技部、教育部、国家天然科学基金委、上海市科委等项目和科学探究奖的赞助,以及教育部立异渠道的支撑。