发布日期：2025-02-18 09:51 点击次数：189
手机、电脑存储可能要翻新了！复旦大学团队4月16日在顶刊《当然》发表颠覆性磋商——他们发明的\"破晓\"闪存期间将存储速率普及至400皮秒，异常于每秒本质25亿次操作，比传统闪存还快25万倍，径直把大家扫数半导体存储器的速率记录踩在了眼下！
更惊东谈主的是，这一壅塞让非易失性存储初次杰出了同等尺寸下的易失性存储，未回电脑可能不再需要区安分存和硬盘，AI大模子也有望竣事土产货部署。这是中国科学家在芯片底层物理机制上的首要创新，有望为我国在存储期间限制竣事弯谈超车提供\"底气\"。
然则就在10年前，东谈主们还遍及合计闪存速率存在不行进步的表面上限，谁能猜测今天闪存就跑进了亚纳秒大关？
存储的金字塔困局
在咱们的电脑中，存储系统宛如一座金字塔。顶层是闪闪发光的SRAM和DRAM，它们速率赶快（纳秒级），但价钱腾贵，容量有限，最要命的是——断电后数据一齐隐没。
底层则是价钱低廉、容量大的闪存，断电后数据可保存10年以上，但速率慢得像蜗牛，世俗需要百微秒才略完成一次操作，险些即是老牛拉破车。
这种无语地点导致当代缱绻机必须接管分层存储架构：用闪存（如SSD硬盘）存储多数数据，运行循序时再将数据加载到RAM内存中。这就像厨师作念菜，食材放在雪柜（闪存），作念饭时要先拿到案板（内存）上。这个\"搬运\"历程极其耗电，关于大型AI模子更是致命瓶颈。
为什么闪存天生就\"慢\"呢？这就要从它的使命旨趣提及了。
电子\"踉跄学步\"vs\"一步到位\"
传统闪存像个小型足球场，电子从源极动身，沿着沟谈\"跑\"向漏极。为了存储数据，咱们需要按下栅极这个\"开关\"，将电子拽入浮栅存储层。
畴前提高闪存速率的念念路是：让电子先在跑谈上助跑加快，等能量够高再按下开关。问题在于，传统硅材料中电子的\"助跑\"着力极低：一来助跑距离太长；二回电子容易被散射减慢；三来存在注入极值点（再何如加快也枉然）。这就好比教婴儿走路，ag百家乐九游会踉跄学步慢得令东谈主发指。
复旦大学周鹏-刘春森团队别出机杼，他们构建了准二维泊松模子，从表面上瞻望了一种全新机制——二维增强热载流子注入(2D-HCI)。
在这种机制下，石墨烯的二维狄拉克能带结构和长达微米级的平均解放程，赋予了电子\"天生神力\"。电子无需\"助跑\"就能径直高速起步，更不受注入极值点铁心，宛如婴儿一降生就能飞驰。通过调制二维沟谈的高斯长度，团队收效竣事了沟谈电荷向浮栅的超注入。
十年磨一剑，三度登顶《当然》系列
这个速率壅塞绝非一蹴而就。刘春森团队潜心磋商闪存期间整整十年，从2018年在《当然·纳米期间》上发表首个着力开动，依然三度登顶《当然》系列期刊了。
\"淌若仅靠换材料碰运谈，很难作念出颠覆性着力。咱们必须从底层物理机制创新。\"刘春森说，他当前仍然时时翻阅1967年浮栅晶体管发明者的原始论文，寻找创新灵感。
团队不仅追求表面壅塞，还积极股东运用革新。当前他们已收效研制出集成\"破晓\"期间的Kb级芯片，筹画3-5年内将其推广至数十兆，并授权企业产业化。
一场翻新正在破晓
这项壅塞将若何窜改咱们的糊口呢？翌日的电脑开采，将不再有内存和硬盘之分，所特殊据皆存储在和谐的超高速非易失性存储器中，开机秒开？循序秒启？那皆是基本操作！运行大型AI模子也根柢无需恭候，能耗大幅镌汰，以致径直在手机里部署。
关于转移开采，意味着更长的电板续航；关于数据中心，则是能耗和资本的大幅着落；关于角落缱绻开采，将带来前所未有的智能化可能。
一位业内大家评价说：这是存储期间限制着实的日出时间。复旦团队的“破晓”期间可能会重写缱绻机体捆绑构的教科书。
在芯片制造限制西方期间封闭的配景下，中国科学家在芯片底层物理机制上的原创壅塞，无疑为中国在存储期间限制竣事弯谈超车提供了要津撑握。
“破晓”已至，一个全新的存储期间，大要正拉开序幕！
参考文件：
Xiang, Y., Wang, C., Liu, C. et al. Subnanosecond flash memory enabled by 2D-enhanced hot-carrier injection. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-08839-w