復(fù)旦大學(xué)在集成電路領(lǐng)域取得了重大突破，這一消息于近日震撼發(fā)布。該校的集成芯片與系統(tǒng)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室及芯片與系統(tǒng)前沿技術(shù)研究院，由周鵬與劉春森領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)，通過一項(xiàng)創(chuàng)新性的研究，成功打破了存儲速度的理論極限。

該團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種名為“破曉（PoX）”的皮秒閃存器件，其擦寫速度驚人地達(dá)到了亞1納秒級別，具體來說，僅需400皮秒即可完成一次擦寫操作。這意味著，每秒內(nèi)該器件能執(zhí)行高達(dá)25億次操作，這一速度刷新了半導(dǎo)體電荷存儲技術(shù)的世界紀(jì)錄。

這一突破性成果已在北京時間4月16日晚間，以《亞納秒超注入閃存》（Subnanosecond flash memory enabled by 2D-enhanced hot-carrier injection）為題，發(fā)表在權(quán)威科學(xué)期刊《自然》（Nature）上。論文詳細(xì)闡述了團(tuán)隊(duì)如何通過構(gòu)建準(zhǔn)二維泊松模型，在理論上預(yù)測并實(shí)現(xiàn)了超注入現(xiàn)象。

在存儲器件的微觀世界中，浮柵晶體管是閃存的基本存儲單元。傳統(tǒng)上，電子在從源極向漏極移動的過程中，通過柵極的控制被拽入浮柵存儲層，從而實(shí)現(xiàn)信息的存儲。然而，這一過程中的電子加速存在理論上限，使得閃存的存儲速度難以突破。

“過去，我們嘗試通過讓電子在‘跑道’上先加速，再按下存儲的‘開關(guān)’，但這種方法受限于電子的加速距離和速度。”劉春森形象地比喻道。為了克服這一難題，團(tuán)隊(duì)提出了一種全新的提速思路。

他們結(jié)合二維狄拉克能帶結(jié)構(gòu)與彈道輸運(yùn)特性，通過調(diào)制二維溝道的高斯長度，實(shí)現(xiàn)了溝道電荷向浮柵存儲層的超注入。在超注入機(jī)制下，電子無需“預(yù)熱加速”，就能直接以高速注入，且不受注入極值點(diǎn)的限制。這一創(chuàng)新機(jī)制為閃存器件的提速開辟了全新的路徑。

基于這一理論預(yù)測，團(tuán)隊(duì)成功研制出了“破曉”皮秒閃存器件。其擦寫速度不僅達(dá)到了亞1納秒級別，還超越了同技術(shù)節(jié)點(diǎn)下世界最快的易失性存儲SRAM技術(shù)。這一成果標(biāo)志著半導(dǎo)體電荷存儲技術(shù)邁入了一個全新的時代。

復(fù)旦大學(xué)表示，“破曉”技術(shù)的問世，預(yù)示著未來個人電腦將不再區(qū)分內(nèi)存和外存，實(shí)現(xiàn)存儲與計(jì)算速度的匹配。這一技術(shù)的規(guī)模化集成有望徹底顛覆現(xiàn)有的存儲器架構(gòu)，為信息技術(shù)的發(fā)展帶來革命性的變革。

“破曉”之名寓意深遠(yuǎn)，它象征著團(tuán)隊(duì)打破既有存儲速度分級架構(gòu)的決心，以及迎接全新存儲時代的期待。這一突破性成果不僅為復(fù)旦大學(xué)贏得了榮譽(yù)，更為全球集成電路領(lǐng)域的發(fā)展注入了新的活力。