2025年10月，微電子學(xué)院劉春森教授團(tuán)隊(duì)宣布成功研制出全球首顆“二維—硅基混合架構(gòu)閃存芯片”。該芯片在標(biāo)準(zhǔn)55 nm CMOS產(chǎn)線上完成驗(yàn)證，單顆容量64 Gb，編程帶寬提升6倍，數(shù)據(jù)保持時(shí)間提高一個(gè)數(shù)量級(jí)，功耗降低42%，為高速、低功耗、大容量存儲(chǔ)應(yīng)用提供了全新解決方案。
技術(shù)突破
團(tuán)隊(duì)采用單層MoS尠為電荷俘獲層，與硅基浮柵結(jié)構(gòu)垂直集成，形成“2D+3D”混合單元。該架構(gòu)利用二維材料無懸掛鍵、能帶可調(diào)的優(yōu)勢，將傳統(tǒng)浮柵的電荷泄漏路徑縮短70%，同時(shí)在-40 ℃~125 ℃范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)10次擦寫后數(shù)據(jù)保持力仍大于10年。核心單元尺寸僅0.002 洀，較同級(jí)3D NAND縮小38%。
團(tuán)隊(duì)采用單層MoS尠為電荷俘獲層，與硅基浮柵結(jié)構(gòu)垂直集成，形成“2D+3D”混合單元。該架構(gòu)利用二維材料無懸掛鍵、能帶可調(diào)的優(yōu)勢，將傳統(tǒng)浮柵的電荷泄漏路徑縮短70%，同時(shí)在-40 ℃~125 ℃范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)10次擦寫后數(shù)據(jù)保持力仍大于10年。核心單元尺寸僅0.002 洀，較同級(jí)3D NAND縮小38%。
產(chǎn)業(yè)意義
存儲(chǔ)芯片一直是我國“卡脖子”環(huán)節(jié)。此次成果無需新建產(chǎn)線，可直接嵌入現(xiàn)有CMOS工藝，量產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)低、迭代周期短。專家組認(rèn)為，該技術(shù)有望在手機(jī)、AI邊緣設(shè)備、車規(guī)存儲(chǔ)等場景率先落地，為我國在新型存儲(chǔ)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“換道超車”提供關(guān)鍵支撐。
存儲(chǔ)芯片一直是我國“卡脖子”環(huán)節(jié)。此次成果無需新建產(chǎn)線，可直接嵌入現(xiàn)有CMOS工藝，量產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)低、迭代周期短。專家組認(rèn)為，該技術(shù)有望在手機(jī)、AI邊緣設(shè)備、車規(guī)存儲(chǔ)等場景率先落地，為我國在新型存儲(chǔ)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“換道超車”提供關(guān)鍵支撐。
下一步計(jì)劃
團(tuán)隊(duì)已與國內(nèi)頭部晶圓廠、存儲(chǔ)器廠商簽署聯(lián)合開發(fā)協(xié)議，預(yù)計(jì)2026年推出工程樣片，2027年啟動(dòng)小規(guī)模量產(chǎn)。未來三年內(nèi)，劉春森實(shí)驗(yàn)室將繼續(xù)提升容量至256 Gb，并探索ReRAM、MRAM等更多二維混合架構(gòu)，打造“二維+硅”泛存儲(chǔ)生態(tài)。
團(tuán)隊(duì)已與國內(nèi)頭部晶圓廠、存儲(chǔ)器廠商簽署聯(lián)合開發(fā)協(xié)議，預(yù)計(jì)2026年推出工程樣片，2027年啟動(dòng)小規(guī)模量產(chǎn)。未來三年內(nèi)，劉春森實(shí)驗(yàn)室將繼續(xù)提升容量至256 Gb，并探索ReRAM、MRAM等更多二維混合架構(gòu)，打造“二維+硅”泛存儲(chǔ)生態(tài)。
Tags：數(shù)量級(jí) 微電子