超高速闪存器件研制成功

“在一眨眼的时间内，超级闪存已经工作10亿次，而原来的U盘只能工作1000次。相当于光在走了12厘米的时间里，几千个电子已经储存完毕。”近日，复旦大学周鹏、刘春森团队成功研制“破晓(PoX)”皮秒(1皮秒为1万亿分之一秒)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。相关成果发表于国际期刊《自然》。

从远古时代结绳记事开始，人类对信息存储速度的追求从未止步。随着科技不断发展，电荷被证明是最佳存储媒介，能够以惊人的速度和卓越的可靠性承载海量数据，为信息时代的繁荣奠定坚实基础。然而，随着人工智能时代到来，计算范式正从传统的逻辑运算逐渐转向数据驱动，现有的分级存储架构难以满足计算芯片对极高算力和能效的需求，亟须存储技术的突破来实现变革。针对AI计算所需的算力与能效要求，信息存取速度直接决定了算力上限，非易失性存储技术成为实现超低功耗的关键。因此，破局在于解决集成电路领域最为关键的基础科学问题:信息的非易失存取速度极限。

据了解，目前速度最快的存储器均为易失性存储器，例如静态随机存储器和动态随机存储器(DRAM)。这类存储器的速度极限约为3T(即晶体管开关时间的三倍，低于1纳秒，1纳秒为十亿分之一秒)，代表了当今信息存取速度的最高水平。然而，其断电后数据丢失的特性限制了其在低功耗场景下的应用。相比之下，以闪存(Flash)为代表的非易失性存储器虽然具备极低功耗优势，但由于其电场辅助编程速度远低于晶体管开关速度，难以满足AI计算对数据极高速存取的需求。

周鹏、刘春森团队基于器件物理机制的创新，持续推进高速非易失性闪存技术的研发。团队构建相关模型，据此研制“破晓”皮秒闪存器件，其性能超越同技术节点下世界最快的易失性存储SRAM技术，意味着现有存储技术边界被重新定义。

业内专家分析，闪存作为性价比最高、应用最广泛的存储器，一直是国际科技巨头技术布局的基石。复旦大学团队研发的突破性高速非易失闪存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，也将为我国在相关领域实现技术引领提供有力支撑。