[数码讨论]全球首颗！复旦大学成功研发全新架构闪存芯片 [复制链接]

复旦大学科研团队实现全球首颗二维-硅基混合架构闪存芯片

北京时间2025年10月8日晚，复旦大学在国际顶级学术期刊《自然》（Nature）上发表了一篇题为《全功能二维-硅基混合架构闪存芯片》（“A full-featured 2D flash chip enabled by system integration”）的论文。这一成果标志着全球首颗二维-硅基混合架构芯片的成功研发，攻克了新型二维信息器件工程化的关键难题。

研发背景与意义

复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室集成电路与微纳电子创新学院周鹏-刘春森团队，通过将二维超快闪存器件“破晓（PoX）”与成熟硅基CMOS工艺深度融合，成功研发出全球首颗二维-硅基混合架构芯片。这一突破不仅在技术上实现了重大飞跃，也为新一代颠覆性器件的应用化提供了范例。

技术特点与优势

1. 高性能：该芯片的性能远超目前的Flash闪存技术，实现了超高速的数据存取。
2. 创新架构：采用“长缨（CY-01）”架构，将二维材料与硅基工艺有机结合，突破了传统技术的瓶颈。
3. 工程化突破：成功实现了混合架构的工程化，为未来信息技术的发展提供了新的路径。

研究成果与未来展望

此次研发的芯片已成功流片，标志着从基础研究到工程化应用的关键跨越。团队计划在未来3-5年内，将项目集成到兆量级水平，并与相关机构合作建立自主主导的工程化项目。期间产生的知识产权和IP可授权给合作企业，推动技术的产业化应用。

结语

复旦大学科研团队的这一突破，不仅为信息技术的发展提供了新的动力，也为全球半导体行业带来了新的希望。随着技术的不断迭代和应用，我们有理由相信，未来的电子设备将更加高效、智能和便捷。

责编:史健 | 审核:李震 | 监审:古筝

全球首颗二维-硅基混合架构闪存芯片：复旦大学的里程碑突破

一、成果概述
2025年10月8日，复旦大学周鹏-刘春森团队（集成芯片与系统全国重点实验室、集成电路与微纳电子创新学院）在国际权威期刊《自然》（Nature）发表重大成果，成功研发全球首颗二维-硅基混合架构闪存芯片（命名为“长缨（CY-01）架构”）。这一突破攻克了二维信息器件工程化的核心难题，为新一代存储技术的产业化铺平了道路，标志着二维电子器件从“实验室原型”迈入“功能芯片”阶段。123910141517

二、核心技术：“破晓”与CMOS的深度融合
该芯片的核心是**“破晓（PoX）”二维闪存原型器件与硅基CMOS（互补金属氧化物半导体）工艺**的融合：

“破晓”前期成果：2025年4月，团队研发的“破晓”二维闪存原型实现了400皮秒超高速非易失存储（迄今最快的半导体电荷存储技术），比传统闪存快100万倍，解决了“速度与非易失性无法兼顾”的底层问题。1234568121417
混合架构设计：将“破晓”二维存储核心与成熟硅基CMOS控制电路结合，形成“二维模块+CMOS控制电路+微米尺度通孔”的架构，既保留了二维材料的高速特性，又利用了CMOS工艺的成熟产业链。910141517
三、解决的关键难题：二维材料与CMOS的高良率集成
二维半导体材料（厚度仅1-3个原子）与硅基CMOS电路（表面微观起伏显著，如同“微缩城市”）的集成是工程化的核心挑战。团队通过**“模块化分离+高密度互连”**方案解决了这一问题：

分离制造：将二维存储电路与CMOS控制电路分开生产；
互连集成：通过微米尺度通孔（高密度单片互连技术）将两者拼接，实现原子级贴合；
良率突破：最终芯片良率达到94.3%（远超集成电路制造89%的行业基准），达到工业级量产标准。15910141517
四、性能与工程化突破
该芯片是全球首个实现工程化的二维-硅基混合架构闪存，具备以下关键性能：

高速与非易失性兼顾：“破晓”原型比传统闪存快100万倍，同时保持断电不丢失数据的特性；
全功能支持：支持8-bit指令操作、32-bit高速并行操作与随机寻址，满足复杂应用需求；
性能碾压传统Flash：存储速度、功耗、集成度均超越当前主流闪存技术，首次实现混合架构的工程化应用。239101415
五、应用前景：AI时代的标准存储方案
团队认为，该技术有望颠覆传统存储器体系，用“通用型存储器”取代当前的“多级分层存储架构”（如缓存-内存-闪存的层级），为人工智能（AI）、大数据等前沿领域提供更高速、更低能耗的数据支撑：

解决AI瓶颈：AI大模型需要每秒上亿次的存储访问，传统闪存的速度（比芯片慢10万倍）是关键瓶颈，而二维-硅基混合闪存的高速特性正好匹配这一需求；
替代多级存储：通过高速、低功耗的通用型存储，消除“缓存-内存-闪存”的层级差异，提升数据存取效率。11121417
六、下一步计划：加速产业化
团队计划3-5年内将芯片容量提升至兆量级（百万级），之后交付产业界进行规模化生产。通过融入现有CMOS产线，大幅压缩了从实验室到工厂的时间（传统硅基CPU从原型到产品用了24年，而该技术通过混合架构大幅缩短）。1312141517

总结
复旦大学的这一突破，不仅是二维电子器件工程化的里程碑，更为AI时代的存储技术提供了全新解决方案。通过“从10到0”的倒推思路（从应用出发设计技术路径），团队成功将前沿材料与成熟工艺结合，为新一代颠覆性器件的产业化提供了可复制的范例。未来，二维-硅基混合闪存有望成为“AI时代的标准存储方案”，推动信息技术迈入全新高速时代