時(shí)隔半年，繼“破曉（PoX）”皮秒閃存器件問世后，復(fù)旦大學(xué)在二維電子器件工程化道路上再獲重大突破。復(fù)旦大學(xué)集成芯片與系統(tǒng)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的“長(zhǎng)纓（CY-01）”架構(gòu)，將二維超快閃存器件“破曉（PoX）”與成熟硅基CMOS工藝深度融合，成功研發(fā)出全球首顆二維-硅基混合架構(gòu)芯片。這一成果攻克了新型二維信息器件工程化的關(guān)鍵難題，為新一代顛覆性器件縮短應(yīng)用化周期提供了范例，也為推動(dòng)信息技術(shù)邁入全新高速時(shí)代提供了強(qiáng)力支撐。

相關(guān)研究成果以《全功能二維-硅基混合架構(gòu)閃存芯片》（A full-featured 2D flash chip enabled by system integration）為題，于北京時(shí)間10月8日晚間在《自然》期刊上發(fā)表。從原子級(jí)器件到功能芯片，跨越“從實(shí)驗(yàn)室到工廠”的鴻溝，大數(shù)據(jù)與人工智能時(shí)代對(duì)數(shù)據(jù)存取性能提出了極致要求，而傳統(tǒng)存儲(chǔ)器的速度與功耗已成為阻礙算力發(fā)展的主要問題之一。今年4月，周鵬-劉春森團(tuán)隊(duì)在《自然》期刊上提出“破曉”二維閃存原型器件，實(shí)現(xiàn)了400皮秒超高速非易失存儲(chǔ)，是迄今最快的半導(dǎo)體電荷存儲(chǔ)技術(shù)，為打破算力發(fā)展困境提供了底層原理。

然而，顛覆性器件要真正走向系統(tǒng)級(jí)應(yīng)用，往往需要很長(zhǎng)時(shí)間?；厮莨杌酒陌l(fā)展歷程，半導(dǎo)體晶體管自1947年誕生起，歷經(jīng)貝爾實(shí)驗(yàn)室、仙童與英特爾等頂尖力量二十余年的接力研發(fā)，才催生出全球第一顆CPU。作為集成電路的前沿領(lǐng)域，二維電子學(xué)近年來獲得諸多關(guān)注，但研究者們最關(guān)心的問題是如何加速產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，讓二維電子器件走向功能芯片。周鵬-劉春森團(tuán)隊(duì)主動(dòng)融入產(chǎn)業(yè)鏈，嘗試從未來應(yīng)用的終點(diǎn)出發(fā)，“從10到0”倒推最具可能性的技術(shù)發(fā)展路徑。

當(dāng)前，CMOS技術(shù)是集成電路制造的主流工藝，市場(chǎng)中的大部分集成電路芯片均使用CMOS技術(shù)制造，產(chǎn)業(yè)鏈較為成熟。團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，如果要加快新技術(shù)孵化，就要將二維超快閃存器件充分融入CMOS傳統(tǒng)半導(dǎo)體產(chǎn)線，而這也能為CMOS技術(shù)帶來全新突破?；贑MOS電路控制二維存儲(chǔ)核心的全片測(cè)試支持8-bit指令操作，32-bit高速并行操作與隨機(jī)尋址，良率高達(dá)94.3%。這也是迄今為止世界上首個(gè)二維-硅基混合架構(gòu)閃存芯片，性能遠(yuǎn)超目前的Flash閃存技術(shù)，首次實(shí)現(xiàn)了混合架構(gòu)的工程化。