全球首个超薄铋基铁电晶体管问世
环球网资讯·2026-02-09 09:54
行业技术瓶颈与机遇 - 人工智能迅猛发展背景下,传统芯片架构正遭遇“功耗墙”与“存储墙”的双重围堵,计算与存储分离导致海量数据搬运,能耗过大、效率受限 [1] - 铁电材料因其可逆极化与非易失存储特性,被视为打通存算一体、突破冯·诺依曼架构瓶颈的关键 [2] 技术突破与核心优势 - 成功研制出全球首个晶圆级超薄、均匀的新型铋基二维铁电氧化物,并基于此构建出工作电压超低(0.8伏)、耐久性极高(1.5×10^12次循环)的高速铁电晶体管 [1] - 该铁电晶体管的综合性能全面超越当前工业级铪基铁电体系 [1] - 创新性地依托高迁移率铋基二维半导体Bi2O2Se,首次实现了原子级平整的二维铁电自然氧化物Bi2SeO5及异质结构的晶圆级均匀制备 [2] - 新型铁电氧化物具有高达24的介电常数和超过600℃的高温结构稳定性,在单晶胞厚度(约1纳米)下仍保持优异铁电性,彻底摆脱了传统铁电材料的尺寸限制 [2] 器件性能与应用潜力 - 制备的高性能铁电晶体管阵列能效领先其他存储技术1至2个数量级,并展现出32个稳定多级存储态与超10年数据保持能力 [3] - 在0.8伏超低电压和20纳秒高速写入条件下,器件经受住1.5万亿次循环考验,可靠性远超云端AI计算的严苛标准 [3] - 利用该器件构建出可动态重构的存内逻辑电路,在低于1伏的常规CMOS电压下,同一器件既能执行逻辑运算,又能切换为非易失存储,实现“一器两用” [3] - 该技术为未来自适应智能芯片开辟了新范式 [3]