复旦团队全球首发新型存储芯片 获Nature刊发

10月11日芯东西报道，复旦大学科研团队8日成功研发出全球首个二维-硅基混合架构芯片，该项突破性研究成果已刊登在国际权威学术期刊《自然》杂志。

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这项研究创新性地实现了二维超快闪存技术与成熟CMOS工艺的完美结合，突破了二维信息器件走向工程应用的瓶颈，尤其解决了存储速率的重大技术挑战。

复旦官方发布的信息显示，此款芯片性能指标全面超越现有Flash闪存技术，是世界上首个实现混合架构工程化的存储芯片。基于前期积累的科研成果，该团队已顺利完成芯片流片验证。

通过CMOS电路精准控制二维存储核心的全芯片测试表明，这款芯片可完美支持8-bit指令操作、32-bit高速并行处理及随机寻址功能，产品良品率高达94.34%。

核心技术突破

研究团队在半年内实现两次重大突破：继4月在《自然》发表"破晓"皮秒闪存器件后，此次又取得二维电子器件工程化的标志性进展。

此前研发的"破晓"二维闪存原型实现了400皮秒级的非易失存储速度，创下半导体电荷存储技术的速度记录。此次问世的"长缨（CY-01）"架构将这项超快闪存器件与硅基CMOS工艺深度融合。

研究团队指出，当前二维半导体在逻辑电路性能上尚难超越硅基技术，但与成熟硅CMOS工艺的结合为发挥二维电子学优势开辟了新途径。

"存储器很可能成为首个实现产业化的二维电子器件。"专注存储器研究的周鹏教授表示，新型存储器不仅工艺要求相对较低，其性能指标更可能带来革命性应用。

五年攻坚克难

团队核心成员刘春森研究员介绍，传统技术从晶体管到CPU的演进历时24年，而通过创新集成方式，他们大大缩短了这一过程。经过五年的技术攻关和反复验证，团队首先在2024年的《自然-电子学》发表了关键集成技术突破。

面对二维材料与CMOS集成的主要技术障碍，团队创新性地采用模块化集成方案，先独立制造二维存储电路，再通过高精度互连技术与CMOS控制电路集成。

这项工艺创新确保了94%以上的量产良率。新型二维闪存单元展现出20纳秒的操作速度和0.644皮焦耳的超低单比特能耗。

团队还研发了名为"长缨(CY-01)"的创新架构，这套系统集成框架包含二维-CMOS协同设计等核心技术，支持32位并行处理和随机存取功能。

未来发展规划

研究团队计划在未来3-5年内建立实验基地，开展大规模工程化验证。他们期望这项技术能够重塑传统存储架构，为人工智能等前沿领域提供新型高速低功耗存储解决方案。