每秒存取25亿次，史上最快！我国成功研制→

【导语】复旦大学周鹏/刘春森团队在集成电路领域取得重大突破，成功研制出“破晓（PoX）”皮秒闪存器件，其擦写速度达到亚1纳秒（400皮秒），成为目前世界上最快的半导体电荷存储器件。这一成果不仅将重新定义现有存储技术边界，还有望颠覆现有的存储器架构，推动AI大模型的极速运行和本地部署，进而改变全球存储技术格局并催生全新应用场景。相关研究成果已在《自然》期刊上发表。

实现亚1纳秒闪存

复旦大学在集成电路领域获关键突破

复旦大学周鹏/刘春森团队成功研制“破晓（PoX）”皮秒闪存器件，擦写速度达到亚1纳秒（400皮秒），是人类目前掌握的最快半导体电荷存储器件。

“一眨眼，超级闪存已经工作了10亿次，相当于在光走了12厘米的时间内，几千个电子已经储存完毕。”周鹏说。

相关成果(guǒ)以(yǐ)《亚(yà)纳(nà)秒(miǎo)超(chāo)注(zhù)入(rù)闪(shǎn)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。

图片来源：复旦大学官网

AI时代，大数据的高速存储至关重要。如何突破信息存储速度极限，一直是集成电路领域最核心的基础性问题之一，也是制约AI算力上限的关键技术瓶颈。要实现大数据的高速存储，意味着与之匹配的存储器必须是在存储速度、能耗、容量上均表现优异的“六边形战士”。

电荷存储器是信息技术蓬勃发(fā)展(zhǎn)的根基。个人电脑中的“内存”和“硬盘”，是电荷存储器的两种典型代表。然而，断电后，“内存”——静态随机存储器“SRAM”和动态随机存储器“DRAM”，存储的数据会丢失，这种“易失性”特性限制了其在低功耗条件下的应用。相比之下，“硬盘”——以闪存为代表的非易失性存储器，在断电后不会丢失数据，但由于其电场辅助编程速度远低于晶体管开关速度，它难以满足需要对大量数据极高速存取的场合，例如AI计算等场景。

自2015年起，周鹏、刘春森团队开始尝试用二维材料去做闪存(cún)，提(tí)升(shēng)其(qí)存取速度。十年后的今天，他们给出了“破晓”皮秒闪存器件这个超越极限的答案。

通过对原有理论框架的突破，团队构建了准二维高斯模型，从理论上预测了电荷超注入现象，这是“破晓”皮秒闪存器件的理论基础。超注入有什么特殊之处？它突破了传统注入规律的注入极值点，实现无限注入。“拿爬楼梯打比方，传统注入用脚走路，受总体力限制存在速度极限，而超注入则是坐上火箭飞上楼，不存在限制，速度也就提升上去了。”刘春森解释。

团队研制出的“破晓”皮秒闪存器件，触摸信息存储速度(dù)极(jí)限(xiàn)，助(zhù)力(lì)AI大(dà)模(mó)型(xíng)极(jí)速(sù)运(yùn)行(xíng)。二(èr)维(wéi)超(chāo)注(zhù)入(rù)机(jī)制(zhì)也(yě)将(jiāng)非(fēi)易(yì)失(shī)存(cún)储(chǔ)速(sù)度(dù)提(tí)升(shēng)至(zhì)理(lǐ)论(lùn)极(jí)限(xiàn)，标(biāo)志(zhì)着(zhe)现(xiàn)有(yǒu)存(cún)储(chǔ)技(jì)术(shù)边(biān)界(jiè)将(jiāng)被(bèi)重(zhòng)新(xīn)定(dìng)义(yì)。

这(zhè)是(shì)迄(qì)今(jīn)为(wèi)止(zhǐ)世(shì)界(jiè)上(shàng)最(zuì)快(kuài)的(de)半(bàn)导(dǎo)体(tǐ)电(diàn)荷(hé)存(cún)储(chǔ)技(jì)术(shù)，实(shí)现(xiàn)了(le)存(cún)储(chǔ)、计(jì)算(suàn)速(sù)度(dù)相(xiāng)当(dāng)，在(zài)完(wán)成(chéng)规(guī)模(mó)化(huà)集成(chéng)后(hòu)有(yǒu)望(wàng)彻(chè)底(dǐ)颠(diān)覆(fù)现(xiàn)有(yǒu)的(de)存(cún)储(chǔ)器(qì)架(jià)构(gòu)。在(zài)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。

这一技术不仅有望改变全球存储技术格局，进而推动产业升级并催生全新应用场景，还为中国在相关领域实现技术引领提供强有力支撑。

综合来源：复旦大学、科技日报、中国新闻网等