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眨眼間完成10億次存儲科研團(tuán)隊(duì)研制出超高速閃存(2)

2025-04-17 11:07:44 來源：央視新聞客戶端 A+A-

作為閃存的基本存儲單元,，浮柵晶體管由源極,、漏極和柵極所組成。當(dāng)電子從源極順著溝道“跑”向漏極的過程中,，按下柵極這一“開關(guān)”,，電子便可被拽入浮柵存儲層,，實(shí)現(xiàn)信息存儲,。

眨眼間完成10億次存儲科研團(tuán)隊(duì)研制出超高速閃存

“過去為閃存提速的思路，是讓電子在跑道上先熱身加速一段時間,，等具備了高能量再按下開關(guān),。”劉春森形象解釋,。但在傳統(tǒng)理論機(jī)制下,，電子的“助跑”距離長,、提速慢,，半導(dǎo)體特殊的電場分布也決定了電子加速存在理論上限，令閃存存儲速度無法突破注入極值點(diǎn),。

從存儲器件的底層理論機(jī)制出發(fā),，團(tuán)隊(duì)提出了一條全新的提速思路——通過結(jié)合二維狄拉克能帶結(jié)構(gòu)與彈道輸運(yùn)特性，調(diào)制二維溝道的高斯長度,，從而實(shí)現(xiàn)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“助跑”就可以直接提至高速,，而且可以無限注入,，不再受注入極值點(diǎn)的限制。

通過構(gòu)建準(zhǔn)二維泊松模型,，團(tuán)隊(duì)成功在理論上預(yù)測了超注入現(xiàn)象,，據(jù)此研制的皮秒閃存器件擦寫速度闖入亞1納秒大關(guān)（400皮秒），相當(dāng)于每秒可執(zhí)行25億次操作,，性能超越同技術(shù)節(jié)點(diǎn)下世界最快的易失性存儲SRAM技術(shù),。

這是迄今為止世界上最快的半導(dǎo)體電荷存儲技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了存儲,、計(jì)算速度相當(dāng),，在完成規(guī)模化集成后有望徹底顛覆現(xiàn)有的存儲器架構(gòu),。在該技術(shù)基礎(chǔ)上,，未來的個人電腦將不存在內(nèi)存和外存的概念，無需分層存儲,，還能實(shí)現(xiàn)AI大模型的本地部署。

作為智能時代的核心基座,，存儲技術(shù)的速度邊界拓寬或?qū)⒁l(fā)應(yīng)用場景指數(shù)級的革新,，并成為我國在人工智能、云計(jì)算,、通信工程等相關(guān)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)引領(lǐng)的“底氣”之一,。下一步,，他們計(jì)劃在3～5年將其集成到幾十兆的水平，屆時可授權(quán)給企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化,。

據(jù)悉,，該全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室依托復(fù)旦大學(xué)建設(shè)，周鵬和劉春森均是實(shí)驗(yàn)室骨干成員,。此研究工作得到了科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃,、國家自然科學(xué)基金人才類項(xiàng)目、上海市基礎(chǔ)研究相關(guān)項(xiàng)目支持,，以及教育部創(chuàng)新平臺的支持,。

（總臺央視記者張春玲）

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(責(zé)任編輯：梁云嬌 CN079)