中国科学家开创新存储技术如何？

近日，复旦大学微电子学院教授张卫、周鹏团队实现了具有颠覆性的二维半导体准非易失存储原型器件，开创了第三类存储技术，写入速度比目前U盘快一万倍，数据存储时间也可自行决定。这解决了国际半导体电荷存储技术中“写入速度”与“非易失性”难以兼得的难题。

北京时间4月10日，相关成果在线发表于《自然·纳米技术》杂志。

据了解，目前半导体电荷存储技术主要有两类，第一类是易失性存储，例如计算机中的内存，掉电后数据会立即消失；第二类是非易失性存储，例如人们常用的U盘，在写入数据后无需额外能量可保存10年。前者可在几纳秒左右写入数据，第二类电荷存储技术需要几微秒到几十微秒才能把数据保存下来。

此次研发的新型电荷存储技术，既满足了10纳秒写入数据速度，又实现了按需定制（10秒－10年）的可调控数据准非易失特性。这种全新特性不仅在高速内存中可以极大降低存储功耗，同时能实现数据有效期截止后自然消失，在特殊应用场景解决了保密性和传输的矛盾。

这项研究创新性地选择多重二维材料堆叠构成了半浮栅结构晶体管：二硫化钼、二硒化钨、二硫化铪分别用于开关电荷输运和储存，氮化硼作为隧穿层，制成阶梯能谷结构的范德瓦尔斯异质结。

“选择这几种二维材料，将充分发挥二维材料的丰富能带特性。一部分如同一道可随手开关的门，电子易进难出；另一部分像一面密不透风的墙，电子难以进出。对‘写入速度’与‘非易失性’的调控，就在于这两部分的比例。”周鹏说。

写入速度比目前U盘快一万倍，数据刷新时间是内存技术的156倍，并且拥有卓越的调控性，可以实现按照数据有效时间需求设计存储器结构……经过测试，研究人员发现这种基于全二维材料的新型异质结能够实现全新的第三类存储特性。

科研人员称，基于二维半导体的准非易失性存储器可在大尺度合成技术基础上实现高密度集成，将在极低功耗高速存储、数据有效期自由度利用等多领域发挥重要作用。

这项科学突破由复旦大学科研团队独立完成，复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室为唯一单位。该项工作得到国家自然科学基金优秀青年项目和重点研究项目的支持。

什么存储速度会比U盘快万倍？

文| 科技 在前方

美国的一纸禁令，打破了半导体行业交易的规则，受此影响，台积电、三星、高通等半导体巨头企业均无法做到自由出货，导致全球半导体市场产生了波动。 由美国改变半导体行业规则，而引发的“蝴蝶效应”正在出现。

根据国际半导体协会统计，美国限制半导体自由交易的规则，已让美国芯片行业付出了近1700亿美元（约11100亿元人民币）的代价。不仅如此，与华为有着长期合作的非美企供应商，比如三星、索尼、意法半导体、SK海力士等芯片，无法正常出货给华为，也受到了重挫。

半导体的发展已经成为，我国重点的科研目标，当前我国对顶级芯片的渴求，绝对不亚于当年对原子弹的追求。 国内从上至下开始协同一心，国家从教育、政策和资金方面大力扶持我国的半导体行业，其中 中科院宣布攻克光刻机、关键材料等“卡脖子”的核心领域。

国家决定成立国内第一所芯片大学，南京集成电路大学，从根本上解决国内半导体行业人才匮乏的局面。 另外， 国家包含工信部、财务部等四部门联合下发集成电路产业新的免税政策公告，明确提到将向芯片制造企业首次推出10年免征所得税政策。 此次国家所释放的重磅利好，显然将加快我国半导体行业的发展。

在国内上下齐心协力的背景下，我国芯片关键技术不断取得重大突破。 其一，我国复旦大学周鹏教授团队成功验证实现GAA晶体管，攻破了3nm芯片关键技术上的难题；其二，近日我国30岁中科大毕业生破解了集成光芯片难题，即研制出目前世界上体积最小、最紧凑的孤子微梳光芯片模块，创造了每米光程0.5dB损耗的世界最低记录。

此外，我国华为自主研发的OLED驱动芯片流片流程已经顺利完成，预计今年底将实现量产，有望搭载到华为手机、电视、PC、平板当中。

在这样的局面下，微软创始人比尔盖茨曾表态，限制芯片自由出口，对美国而言毫无好处。反而美国将会让部分人失去高薪工作，中国却会因此走向芯片完全自给自足的道路。 确实如此，我国已经定下了国产芯片的发展目标，五年内从30%提升到70%。

然而，由美国搞出的半导体规则带来的波及远不止于此，近日，欧洲17个国家开始抱团搞出了新的动作，至此半导体行业彻底乱套了。

而欧盟17国之所以开始抱团并搞出这样大的动作主要是因为，美国在施行半导体规则上，给予众多美企“特权”而欧洲企业却被当成了“冤大头”。 根据欧洲媒体报道显示，美国的半导体供货限制，让欧洲企业失去了中国企业的订单。不仅如此，欧洲企业无法向美国获得供货许可，而美国企业却频繁地获得“特权”，这让美国企业占据了中国的市场。

截止目前，包括英特尔、高通、微软、AMD等在内的企业获得了供货华为许可，其中大多数都以美企为主，而欧洲企业没有一家获得供货许可。要知道，中国是全球最大的半导体市场，全球各国都想瓜分市场份额。

此前，欧洲企业以为帮助了美国，但现在来看它们却在为别人搭“嫁衣”。尤其是，意法半导体、恩智浦半导体和英飞凌等欧洲企业，对现状感到十分沮丧。 因此，欧洲17个国家决定抱团壮大自己的芯片产业。

不难发现， 由美国对半导体产业的限制而引发的“蝴蝶效应”正在逐步扩大。正如比尔盖茨所担心的没错，不仅中国开始自研发展自己的芯片技术，就连欧洲国家也开始抱团，摆脱对美国芯片的依赖。这样的结果就是，美国的部分人将失去高薪工作，而促使他国的芯片完全自给自足。

在全球一体化的今天，美国的一意孤行，严重破坏了半导体产业发展的平衡。没有一个国家可以垄断半导体产业发展，就算以 科技 强国著称的美国也不例外，合则两利，斗则两伤，假如美国还是执意如此，最终会将遭到更大的反噬 。大家对此有何看法？欢迎讨论！

近日，复旦大学微电子学院教授张卫、周鹏团队研发出具有颠覆性的二维半导体准非易失存储原型器件，开创了第三类存储技术，解决了国际半导体电荷存储技术中“写入速度”与“非易失性”难以兼得的难题。

新型电荷存储技术能够实现全新的第三类存储特性：写入速度比目前U盘快1万倍，数据刷新时间是内存技术的156倍，并且拥有卓越的调控性，可以实现按照数据有效时间需求设计存储器结构。它既满足了10纳秒写入数据速度，又实现了按需定制（10秒—10年）的可调控数据准非易失特性；既可以在高速内存中极大降低存储功耗，还可以实现数据有效期截止后自然消失，为一些特殊应用场景解决了保密性和传输的矛盾。

这项研究创新性地选择了二硫化钼、二硒化钨、二硫化铪、氮化硼等多重二维材料堆叠构成了半浮栅结构晶体管，制成阶梯能谷结构的范德瓦尔斯异质结。其中一部分如同一道可随手开关的门，电子易进难出；另一部分则像一面密不透风的墙，电子难以进出。对“写入速度”与“非易失性”的调控，就在于这两部分的比例。这一重要突破，从技术定义、结构模型到性能分析的全过程，均由复旦大学科研团队独立完成。《自然·纳米技术》的专家评审意见称其为“范德瓦尔斯异构结构器件发展的一个重要里程碑”。

感觉，要革新历史了！