上海科研團隊研製超高速閃存　可眨眼間完成10億次存儲

據上海市科委消息，近日，集成芯片與系統全國重點實驗室的周鵬和劉春森團隊，成功構建了準二維泊松模型，理論上預測了超注入現象，這一突破打破了現有存儲速度的理論極限，研發出「破曉（PoX）」皮秒閃存器件。該器件的擦寫速度達到了亞1納秒，具體為400皮秒，相當於每秒可執行25億次操作，成為全球最快的半導體電荷存儲技術。

在人工智慧時代，大數據的高速存儲顯得尤為重要。如何突破信息存儲速度的極限，一直是集成電路領域面臨的核心問題，也是限制AI算力的關鍵技術瓶頸。目前，存儲器的速度分級架構如同金字塔，頂部的易失性存儲器（如SRAM、DRAM）具備納秒級的快速存儲，但其存儲容量小、功耗高且數據易丟失；而底層的非易失性存儲器（如閃存）雖然克服了這些缺點，但其百微秒級的存取速度遠低於前者，無法滿足AI計算的需求。

周鵬和劉春森團隊致力於尋找一種「完美」的存儲器，試圖重新定義存儲的邊界。作為閃存的基本存儲單元，浮閘晶體管由源極、漏極和閘極組成，電子在源極和漏極間的運動過程中，通過閘極的「開關」實現信息存儲。

團隊提出了一種全新的提速思路——通過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，實現電荷的超注入。這一機制允許電子無須「助跑」即能直接提速，大幅提升存儲速度。

通過構建準二維泊松模型，團隊成功理論上預測了超注入現象，所研發的皮秒閃存器件的擦寫速度突破了亞1納秒，性能超越了同技術節點下的最快易失性存儲技術SRAM。這一技術的實現將徹底顛覆現有存儲器架構，未來的個人電腦將不再區分內存和外存，能夠實現AI大模型的本地部署。

這一存儲技術的突破將引發應用場景的指數級革新，成為中國在人工智能、雲計算和通信工程等領域實現技術引領的重要基礎。團隊計劃在3到5年內將其集成到幾十兆的水平，並授權企業進行產業化。

該研究工作依託復旦大學建設，獲得了科技部重點研發計劃、國家自然科學基金和上海市基礎研究相關項目的支持。