復(fù)旦大學(xué)近日宣布，在集成電路領(lǐng)域取得了重大突破，這一消息引起了廣泛關(guān)注。此次突破來(lái)自復(fù)旦大學(xué)的集成芯片與系統(tǒng)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以及芯片與系統(tǒng)前沿技術(shù)研究院，具體由周鵬和劉春森帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)。

該團(tuán)隊(duì)通過(guò)創(chuàng)新性地構(gòu)建了一個(gè)準(zhǔn)二維泊松模型，不僅在理論上成功預(yù)測(cè)了超注入現(xiàn)象，還打破了現(xiàn)有的存儲(chǔ)速度理論極限。基于這一理論，他們研發(fā)出名為“破曉（PoX）”的皮秒閃存器件。這一器件的擦寫速度驚人，達(dá)到了亞1納秒級(jí)別，即400皮秒，意味著每秒可執(zhí)行高達(dá)25億次操作。據(jù)稱，這是目前全球最快的半導(dǎo)體電荷存儲(chǔ)技術(shù)。

團(tuán)隊(duì)的這一研究成果以《亞納秒超注入閃存》（Subnanosecond flash memory enabled by 2D-enhanced hot-carrier injection）為題，于近日在《自然》（Nature）期刊上發(fā)表。這一發(fā)表標(biāo)志著復(fù)旦大學(xué)在半導(dǎo)體存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域的研究取得了國(guó)際認(rèn)可。

傳統(tǒng)閃存技術(shù)中，電子需要通過(guò)較長(zhǎng)的“助跑”距離來(lái)加速，才能被注入到浮柵存儲(chǔ)層中。然而，這一過(guò)程中存在理論上的速度上限，限制了閃存的存儲(chǔ)速度。周鵬和劉春森團(tuán)隊(duì)則從底層理論機(jī)制出發(fā)，提出了全新的提速方案。他們結(jié)合了二維狄拉克能帶結(jié)構(gòu)與彈道輸運(yùn)特性，通過(guò)調(diào)制二維溝道的高斯長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)了溝道電荷向浮柵存儲(chǔ)層的超注入。在超注入機(jī)制下，電子無(wú)需助跑就能直接提速，并且可以無(wú)限注入，不受注入極值點(diǎn)的限制。

利用準(zhǔn)二維泊松模型預(yù)測(cè)的超注入現(xiàn)象，團(tuán)隊(duì)成功研制出了皮秒閃存器件。這一器件的擦寫速度遠(yuǎn)超當(dāng)前同技術(shù)節(jié)點(diǎn)下的最快易失性存儲(chǔ)SRAM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)與計(jì)算速度的匹配。復(fù)旦大學(xué)表示，一旦該技術(shù)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?，有望徹底顛覆現(xiàn)有的存儲(chǔ)器架構(gòu)。

據(jù)復(fù)旦大學(xué)介紹，基于這一技術(shù)，未來(lái)的個(gè)人電腦將不再區(qū)分內(nèi)存和外存，無(wú)需分層存儲(chǔ)。該技術(shù)還將使AI大模型的本地部署成為可能，極大地提升計(jì)算效率和便捷性。團(tuán)隊(duì)將這一技術(shù)命名為“破曉”，寓意著打破傳統(tǒng)存儲(chǔ)速度分級(jí)架構(gòu)，開啟全新的存儲(chǔ)時(shí)代。

這一突破不僅為半導(dǎo)體存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展開辟了新的道路，也為未來(lái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的革新提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。復(fù)旦大學(xué)的這一研究成果無(wú)疑將在全球范圍內(nèi)引發(fā)廣泛的關(guān)注和討論。