全球首颗!复旦大学创新存储芯片登上Nature顶刊

2025-10-11 | 来源: 芯东西 | 转到微信 | 有0人参与评论 | 字体: 放大缩小 | 收藏 | 打印

▲二维-硅基混合架构闪存芯片光学显微镜照片（图源：复旦大学）

根据论文，二维材料扩展了硅技术器件可扩展能力，并推动器件机制的根本性创新。尽管二维材料集成或2D-CMOS混合集成方面已取得显着进展，但迄今仍缺乏一种能够将器件优势真正转化为实际应用的完整系统。

当前二维半导体尚无法实现与先进硅技术相媲美的逻辑电路性能。因此，将二维电子学与成熟的硅CMOS逻辑电路相结合，是充分发挥二维电子学系统级优势的一条极具前景的路径。

相关前沿研究主要集中在将二维材料与CMOS工艺结合，以提升器件性能。尚缺乏将二维器件概念的优势移植到系统中的核心技术，而开发这样一套系统化流程与设计方法论，需要涵盖从平面集成、三维架构，直至芯片封装的全栈式片上工艺，并需实现跨平台的系统设计。

“存储器是二维电子器件最有可能首个产业化的器件类型。因为它对材料质量和工艺制造没有提出更高要求，而且能够达到的性能指标远超现在的产业化技术，可能会产生一些颠覆性的应用场景。”在存储器领域深耕多年的周鹏认为。

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当前，市场中的大部分集成电路芯片均使用CMOS技术制造，产业链较为成熟。团队判断，如果要加快新技术孵化，就要将二维超快闪存器件充分融入CMOS传统半导体产线，而这也能为CMOS技术带来突破。

“从第一个原型晶体管到第一款CPU花了大约24年，而我们通过把先进技术融入工业界现有的CMOS产线，这一原本需要数十年的积累过程被大幅压缩，未来可以进一步加速探索颠覆性应用。”刘春森总结。

团队前期经历了5年的探索试错，在单个器件、集成工艺等多点协同攻关。其第一项集成工作发表于2024年的Nature Electronics，在最理想的原生衬底上实现了二维良率的突破，这为在真实复杂的CMOS衬底上解决问题奠定了基础。