IT之家 04-16
史上最快存储速度!复旦大学亚纳秒级闪存技术登 Nature
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IT 之家 4 月 16 日消息,复旦大学今日晚间官宣,复旦集成电路领域再获关键突破。

复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室、芯片与系统前沿技术研究院周鹏 - 刘春森团队通过构建准二维泊松模型,在理论上预测了超注入现象,打破了现有存储速度的理论极限,研制 " 破晓(PoX)" 皮秒闪存器件,其擦写速度可提升至亚 1 纳秒(400 皮秒),相当于每秒可执行 25 亿次操作,是迄今为止世界上最快的半导体电荷存储技术

相关成果以 《亚纳秒超注入闪存》 (Subnanosecond flash memory enabled by 2D-enhanced hot-carrier injection)为题于北京时间 4 月 16 日晚间在《自然》(Nature)期刊上发表。

作为闪存的基本存储单元,浮栅晶体管由源极、漏极和栅极所组成。当电子从源极顺着沟道 " 跑 " 向漏极的过程中,按下栅极这一 " 开关 ",电子便可被拽入浮栅存储层,实现信息存储。

"过去为闪存提速的思路,是让电子在跑道上先热身加速一段时间,等具备了高能量再按下开关。" 刘春森形象解释。但在传统理论机制下,电子的 " 助跑 " 距离长、提速慢,半导体特殊的电场分布也决定了电子加速存在理论上限,令闪存存储速度无法突破注入极值点。

从存储器件的底层理论机制出发,团队提出了一条全新的提速思路 —— 通过结合二维狄拉克能带结构与弹道输运特性,调制二维沟道的高斯长度,从而实现沟道电荷向浮栅存储层的超注入。在超注入机制下,电子无需 " 助跑 " 就可以直接提至高速,而且可以无限注入,不再受注入极值点的限制

通过构建准二维泊松模型,团队成功在理论上预测了超注入现象,据此研制的皮秒闪存器件的擦写速度闯入亚 1 纳秒大关(400 皮秒),相当于每秒可执行 25 亿次操作,性能超越同技术节点下世界最快的易失性存储 SRAM 技术。

这是迄今为止世界上最快的半导体电荷存储技术,实现了存储、计算速度相当,在完成规模化集成后有望彻底颠覆现有的存储器架构。

复旦大学表示,在该技术基础上,未来的个人电脑将不存在内存和外存的概念,无需分层存储,还能实现 AI 大模型的本地部署

团队给技术取名为" 破晓 ",寓意打破既有存储速度分级架构,迎接一个全新的存储时代。

IT 之家附论文链接:

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