国际首次！复旦团队实现超快闪存的规模集成和极限微缩

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分享： 2024/08/16 11:51:16

导读：复旦大学团队首次验证1kb超快闪存阵列集成，证明亚10纳米设备具备超快特性。该成果发表于《自然-电子学》，显示二维半导体结构能将存储速度提升千倍，实现纳秒级超快存储。

据复旦大学官网消息，从界面工程出发，团队在国际上首次验证了1kb超快闪存阵列集成验证，并证明了超快特性可延伸至亚10纳米。北京时间8月12日下午5点，相关成果以《二维超快闪存的规模集成工艺》（“A scalable integration process for ultrafast two-dimensional flash memory”）为题发表于国际顶尖期刊《自然-电子学》（Nature Electronics）。

技术困境

人工智能的飞速发展迫切需要高速非易失存储技术。当前主流非易失闪存的编程速度在百微秒级，无法支撑应用需求。复旦大学周鹏-刘春森团队前期研究表明二维半导体结构能够将速度提升一千倍以上，实现颠覆性的纳秒级超快存储闪存。然而，如何实现规模集成、走向实际应用极具挑战。

技术突破

团队开发了超界面工程技术，在规模化二维闪存中实现了具备原子级平整度的异质界面，结合原子级精度的表征技术，验证集成工艺显著优于国际水平。通过严格的直流存储窗口、交流脉冲存储性能测试，证实了二维闪存在1Kb存储规模中，纳秒级非易失编程速度下良率高达98%，这一良率已高于国际半导体技术路线图（International Technology Roadmap for Semiconductors）对闪存制造89.5%的良率要求。

同时，研究团队研发了不依赖先进光刻设备的自对准工艺，结合原始创新的超快存储叠层电场设计理论，成功实现了沟道长度为8纳米的超快闪存器件，是目前最短沟道闪存器件，并突破了硅基闪存物理尺寸极限（约15纳米）。在原子级薄层沟道支持下，这一超小尺寸器件具备20纳秒超快编程、10年非易失、十万次循环寿命和多态存储性能。

市场潜力

这一研究成果对于推动超快颠覆性闪存技术的产业化具有重要意义。它不仅解决了高速非易失存储技术的瓶颈问题，还为未来的存储设备设计提供了新的思路和方向。预计这一技术将在数据密集型应用、高性能计算、物联网等领域产生广泛影响，为用户提供更快、更稳定、更可靠的存储解决方案。随着技术的进一步成熟和商业化进程的加速，超快闪存技术有望重塑存储市场格局，为相关行业带来前所未有的变革机遇。