全球首顆!復旦大學創新存儲芯片登上Nature頂刊

2025-10-11 | 來源: 芯東西 | 轉到微信 | 有0人參與評論 | 字體: 放大縮小 | 收藏 | 打印

▲二維-硅基混合架構閃存芯片光學顯微鏡照片（圖源：復旦大學）

根據論文，二維材料擴展了硅技術器件可擴展能力，並推動器件機制的根本性創新。盡管二維材料集成或2D-CMOS混合集成方面已取得顯著進展，但迄今仍缺乏一種能夠將器件優勢真正轉化為實際應用的完整系統。

當前二維半導體尚無法實現與先進硅技術相媲美的邏輯電路性能。因此，將二維電子學與成熟的硅CMOS邏輯電路相結合，是充分發揮二維電子學系統級優勢的一條極具前景的路徑。

相關前沿研究主要集中在將二維材料與CMOS工藝結合，以提升器件性能。尚缺乏將二維器件概念的優勢移植到系統中的核心技術，而開發這樣一套系統化流程與設計方法論，需要涵蓋從平面集成、三維架構，直至芯片封裝的全棧式片上工藝，並需實現跨平台的系統設計。

“存儲器是二維電子器件最有可能首個產業化的器件類型。因為它對材料質量和工藝制造沒有提出更高要求，而且能夠達到的性能指標遠超現在的產業化技術，可能會產生一些顛覆性的應用場景。”在存儲器領域深耕多年的周鵬認為。

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當前，市場中的大部分集成電路芯片均使用CMOS技術制造，產業鏈較為成熟。團隊判斷，如果要加快新技術孵化，就要將二維超快閃存器件充分融入CMOS傳統半導體產線，而這也能為CMOS技術帶來突破。

“從第一個原型晶體管到第一款CPU花了大約24年，而我們通過把先進技術融入工業界現有的CMOS產線，這一原本需要數十年的積累過程被大幅壓縮，未來可以進一步加速探索顛覆性應用。”劉春森總結。

團隊前期經歷了5年的探索試錯，在單個器件、集成工藝等多點協同攻關。其第一項集成工作發表於2024年的Nature Electronics，在最理想的原生襯底上實現了二維良率的突破，這為在真實復雜的CMOS襯底上解決問題奠定了基礎。