复旦大学科研团队研发全球首颗二维

继“破晓(PoX)”皮秒闪存器件问世后，复旦大学在二维电子器件工程化道路上再获里程碑式突破。记者9日获悉，复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室、集成电路与微纳电子创新学院周鹏-刘春森团队率先研发出全球首颗二维-硅基混合架构芯片。

这一突破攻克了新型二维信息器件工程化的关键难题；为推动信息技术迈入全新高速时代提供强力支撑。北京时间10月8日深夜，《自然》(Nature)期刊发表了上述研究成果。

周鹏-刘春森团队方面认为，这是中国集成电路领域的“源技术”，使中国在下一代存储核心技术领域掌握了主动权。展望二维-硅基混合架构闪存芯片的未来，该团队期待该技术颠覆传统存储器体系，让通用型存储器取代多级分层存储架构，为人工智能、大数据等前沿领域提供更高速、更低能耗的数据支撑，让二维闪存成为AI时代的标准存储方案。

据悉，大数据与人工智能时代对数据存取性能提出了极致要求，而传统存储器的速度与功耗已成为阻碍算力发展的关键难题之一。

存储器产业界代表认为，团队研发的二维-硅基混合架构芯片具有天然的访问速度优势，可突破闪存本身速度、功耗、集成度的平衡，未来或可在3D应用层面带来更大的市场机会；下一步期待通过产学研协同合作，为市场带来变革。

据悉，今年4月，周鹏-刘春森团队于《自然》(Nature)期刊提出“破晓”二维闪存原型器件，实现了400皮秒超高速非易失存储，是迄今最快的半导体电荷存储技术，为打破算力发展困境提供了底层原理。团队方面认为，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互补金属氧化物半导体(CMOS)传统半导体产线。历经5年探索试错，研究团队在单个器件、集成工艺等多点协同攻关。如何将二维材料与互补金属氧化半导体(CMOS)集成又不破坏其性能，是团队需要攻克的核心难题。

CMOS电路表面有很多元件，如同一个微缩“城市”，有高楼也有平地；而二维半导体材料厚度仅有1个-3个原子，如“蝉翼”般纤薄而脆弱，如果直接将二维材料铺在CMOS电路上，材料很容易破裂。团队方面认为，研究人员没有必要去改变CMOS，而需要去适应它。团队决定从本身就具有一定柔性的二维材料入手，通过模块化的集成方案实现完整芯片集成。正是这项核心工艺的创新，实现了在原子尺度上让二维材料和CMOS衬底的紧密贴合，最终实现超过94%的芯片良率。

研究团队方面表示，下一步计划建立实验基地，与相关机构合作，建立自主主导的工程化项目，并计划用3年-5年时间将项目集成到兆量级水平，其间产生的知识产权和IP可授权给合作企业。