复旦首创二维硅基闪存芯片，实现混合架构技术突破

复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室周鹏-刘春森团队近日在二维电子器件领域实现重要技术突破。研究人员成功研制出世界首款二维硅基混合结构闪存芯片，这一标志性成果《全功能二维-硅基混合架构闪存芯片》已在国际顶级学术期刊《自然》发表。

当前主流的集成电路制造仍以CMOS工艺为主导，市场上绝大多数芯片产品都采用这一成熟技术。复旦大学研究团队创新性地提出，将新兴的二维超快闪存器件与传统CMOS产线深度集成，不仅能够扩展传统技术的应用边界，更能显著加快新一代革命性器件的产业化进程。

基于这一理念，团队开发出"长缨（CY-01）"创新架构，通过将先前研发的"破晓（PoX）"二维超快闪存器件与成熟硅基工艺结合，成功实现了混合架构的规模化制造。该架构下的CMOS控制二维存储核心展现出优异的8-bit指令执行能力，支持32-bit高速并行操作与随机寻址功能，芯片制造良品率达到94.3%的行业领先水平。

"传统技术从原型晶体管到商用CPU的演进大约需要24年，而我们的技术路线通过巧妙整合现有CMOS产线，大幅缩短了这一过程。"团队核心成员刘春森强调，这项技术还将持续推动颠覆性应用的快速发展。

实现这一突破性进展面临巨大技术挑战。传统硅基材料厚度通常在百微米量级，而二维半导体材料仅有1-3个原子层的厚度，具有类似蝉翼的极端脆弱性。直接将二维材料沉积在CMOS电路上会导致材料破损和性能下降。研究团队创新性地从二维材料本征特性出发，开发出独特的模块化集成方案。

具体实施方案包括：先将二维存储单元与CMOS控制电路分别制造，再通过高密度微米级互连技术实现芯片级三维集成。这项创新工艺保证了二维材料与CMOS基底在原子尺度的完美结合，最终实现了94%以上的器件良率。

研究团队同时建立了跨平台系统设计方法论，涵盖二维-CMOS协同设计、接口设计等关键技术。这一完整的技术框架被命名为"长缨（CY-01）架构"。值得注意的是，团队曾在2024年《自然-电子学》报道过首项集成成果，当时在理想衬底上实现了二维器件良率的突破，为现今复杂CMOS衬底上的问题解决奠定了基础。

目前该芯片已完成工程流片，实现从基础研究到产业化应用的关键跨越。下一阶段，研究团队计划建立专用实验平台，加快与产业界的深度合作，力争在未来3-5年内实现兆量级芯片集成目标，并通过知识产权授权模式推动技术成果转化。