電荷超注入皮秒閃存器件工作機制示意圖。學校供圖

　　本報訊（記者 任朝霞）“在一眨眼的時間內，超級閃存已經工作了10億次，原來的U盤只能做到1000次。”近日，復旦大學周鵬、劉春森團隊成功研制“破曉（PoX）”皮秒閃存器件，擦寫速度達到亞1納秒（400皮秒），是人類目前掌握的最快半導體電荷存儲器件。相關研究成果近日發(fā)表于《自然》期刊。

　　隨著人工智能（AI）時代的到來，現(xiàn)有的分級存儲架構難以滿足計算芯片對極高算力和能效的需求，急需存儲技術的突破來實現(xiàn)變革。針對AI計算所需的算力與能效要求，信息存取速度直接決定了算力上限，而非易失性存儲技術則成為實現(xiàn)超低功耗的關鍵。因此，破局在于解決集成電路領域最為關鍵的基礎科學問題：信息的非易失存取速度極限。

　　周鵬、劉春森團隊基于器件物理機制的創(chuàng)新，持續(xù)推進高速非易失性閃存技術的研發(fā)。通過巧妙結合二維狄拉克能帶結構與彈道輸運特性，調制二維溝道的高斯長度，從而實現(xiàn)溝道電荷向存儲層的超注入。這一超注入機制與現(xiàn)有閃存電場輔助注入規(guī)律截然不同：傳統(tǒng)注入規(guī)律存在注入極值點，而超注入則表現(xiàn)為無限注入。團隊構建了準二維高斯模型，成功從理論上預測了超注入現(xiàn)象，并據(jù)此研制“破曉（PoX）”皮秒閃存器件，其性能超越同技術節(jié)點下世界最快的易失性存儲SRAM（靜態(tài)隨機存取存儲器）技術。

　　據(jù)介紹，該成果不僅有望改變全球存儲技術格局，進而推動產業(yè)升級并催生全新應用場景，還將為我國在相關領域實現(xiàn)技術引領提供強有力支撐。

《中國教育報》2025年04月19日 第01版