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二维电子学
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我国科学家实现全球首颗二维-硅基混合架构芯片 产业落地还有多久
第一财经· 2025-10-09 11:24
技术突破与核心成果 - 复旦大学科研团队在《自然》杂志上报道全球首颗全功能二维-硅基混合架构闪存芯片 实现新型二维信息器件工程化的关键突破 [1] - 该芯片采用“原子芯片”系统集成框架 通过模块化集成方案将二维存储电路与成熟CMOS控制电路结合 利用高密度单片互连技术实现完整芯片集成 [7] - 此项成果是二维应用工程化的里程碑 为新一代颠覆性器件缩短应用化周期提供范例 推动信息技术进入高速时代 [7] 研发历程与性能优势 - 团队自2018年起在《自然·纳米》、《自然·电子学》等期刊持续发表二维闪存器件速度突破进展 [2] - 2025年4月提出的“破晓”二维闪存原型器件实现了400皮秒超高速非易失存储 是迄今最快的半导体电荷存储技术 [2] - 二维半导体具有原子级厚度 被国际公认为应对摩尔定律物理极限挑战的关键 其独特属性使其在AI时代高容量、高速数据存储需求方面潜力巨大 [1][3] 产业化路径与战略 - 研究团队采用从未来应用终点倒推技术路径的策略 通过将二维超快闪存器件融入成熟的CMOS工艺平台 大幅压缩原本需要数十年的技术积累过程 [4][7] - 存储器被评估为二维电子器件最有可能率先实现产业化的类型 因其对材料质量和工艺制造要求相对较低 且性能指标远超现有技术 [4] - 团队计划在未来3至5年内 通过与产业界对接将芯片容量提升至百万比特级别 为后续大规模产线实现首批商业化产品奠定基础 [8] 技术集成与工艺创新 - 团队提出片上二维全栈集成工艺 核心创新在于将新一代颠覆性器件直接融入主流的CMOS集成电路制造工艺 利用现有成熟产业链加速技术孵化 [5][7] - 该混合架构成功攻克了二维半导体材料因原子级厚度(1-3个原子)而难以大规模集成的挑战 [7] - 此次研发的芯片已成功流片 衔接起实验室成果与产业化需求 确保理论创新与应用转化并行 [7]
我国科学家实现全球首颗二维-硅基混合架构芯片,产业落地还有多久
第一财经· 2025-10-09 11:19
技术突破与核心成果 - 复旦大学科研团队在全球率先实现首颗全功能二维-硅基混合架构闪存芯片,攻克了新型二维信息器件工程化的关键难题 [1] - 该芯片研发基于“原子芯片”系统集成框架,采用片上二维全栈集成工艺,通过模块化方案将二维存储电路与成熟CMOS电路分离制造,最后通过微米尺度通孔实现高密度单片互连集成 [8] - 此次成果是二维应用工程化的里程碑,为新一代颠覆性器件缩短应用化周期提供了范例 [8] 性能优势与发展历程 - 团队于2025年4月提出的“破晓”二维闪存原型器件实现了400皮秒的超高速非易失存储,是迄今最快的半导体电荷存储技术 [2] - 团队自2018年起在《自然·纳米》、《自然·电子学》等期刊上多次发表二维闪存器件速度突破的进展,并于2021年开始同步推进二维超快闪存的集成验证 [2] - 二维半导体材料具有原子级厚度(仅1–3个原子),其独特的属性使其被国际公认为应对摩尔定律物理极限挑战的关键 [1][8] 产业化路径与战略 - 团队创新性地采用“从10到0”的逆向思维,从未来应用的终点倒推技术发展路径,选择将颠覆性器件直接融入成熟的硅基CMOS工艺平台,以大幅压缩产业化进程 [5] - 通过将二维超快闪存器件充分融入主流的CMOS传统半导体产线,既能加速新技术孵化,也能为现有CMOS技术带来全新突破 [6] - 存储器被评估为二维电子器件最有可能率先实现产业化的类型,因其对材料质量和工艺制造要求相对较低,且性能指标远超现有产业化技术 [5] 未来规划与应用前景 - 团队下一步计划建立实验基地,与相关机构合作建立自主主导的工程化项目 [9] - 产业化时间表预计为未来3~5年,目标是将芯片容量提升至百万比特级别,为后续交由产业界利用大规模产线实现首批商业化产品奠定基础 [9] - 此项技术有望满足AI时代对数据存储既要高容量又需极快访问速度的极高要求,可能产生颠覆性的应用场景 [3][5]