上海科研团队研制超高速闪存　可眨眼间完成10亿次存储

据上海市科委消息，近日，集成芯片与系统全国重点实验室的周鹏和刘春森团队，成功构建了准二维泊松模型，理论上预测了超注入现象，这一突破打破了现有存储速度的理论极限，研发出“破晓（PoX）”皮秒闪存器件。该器件的擦写速度达到了亚1纳秒，具体为400皮秒，相当于每秒可执行25亿次操作，成为全球最快的半导体电荷存储技术。

在人工智慧时代，大数据的高速存储显得尤为重要。如何突破信息存储速度的极限，一直是集成电路领域面临的核心问题，也是限制AI算力的关键技术瓶颈。目前，存储器的速度分级架构如同金字塔，顶部的易失性存储器（如SRAM、DRAM）具备纳秒级的快速存储，但其存储容量小、功耗高且数据易丢失；而底层的非易失性存储器（如闪存）虽然克服了这些缺点，但其百微秒级的存取速度远低于前者，无法满足AI计算的需求。

周鹏和刘春森团队致力于寻找一种“完美”的存储器，试图重新定义存储的边界。作为闪存的基本存储单元，浮闸晶体管由源极、漏极和闸极组成，电子在源极和漏极间的运动过程中，通过闸极的“开关”实现信息存储。

团队提出了一种全新的提速思路——通过结合二维狄拉克能带结构与弹道输运特性，调制二维沟道的高斯长度，实现电荷的超注入。这一机制允许电子无须“助跑”即能直接提速，大幅提升存储速度。

通过构建准二维泊松模型，团队成功理论上预测了超注入现象，所研发的皮秒闪存器件的擦写速度突破了亚1纳秒，性能超越了同技术节点下的最快易失性存储技术SRAM。这一技术的实现将彻底颠覆现有存储器架构，未来的个人电脑将不再区分内存和外存，能够实现AI大模型的本地部署。

这一存储技术的突破将引发应用场景的指数级革新，成为中国在人工智能、云计算和通信工程等领域实现技术引领的重要基础。团队计划在3到5年内将其集成到几十兆的水平，并授权企业进行产业化。

该研究工作依托复旦大学建设，获得了科技部重点研发计划、国家自然科学基金和上海市基础研究相关项目的支持。