“在一眨眼的时间内，超级闪存已经工作了10亿次，原来的U盘只能做到1000次。”近日，复旦大学周鹏、刘春森团队成功研制“破晓（PoX）”皮秒闪存器件，擦写速度达到亚1纳秒（400皮秒），是人类目前掌握的最快半导体电荷存储器件。相关研究成果近日发表于《自然》期刊。
随着人工智能（AI）时代的到来，现有的分级存储架构难以满足计算芯片对极高算力和能效的需求，急需存储技术的突破来实现变革。针对AI计算所需的算力与能效要求，信息存取速度直接决定了算力上限，而非易失性存储技术则成为实现超低功耗的关键。因此，破局在于解决集成电路领域最为关键的基础科学问题：信息的非易失存取速度极限。
周鹏、刘春森团队基于器件物理机制的创新，持续推进高速非易失性闪存技术的研发。通过巧妙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，从而实现沟道电荷向存储层的超注入。这一超注入机制与现有闪存电场辅助注入规律截然不同：传统注入规律存在注入极值点，而超注入则表现为无限注入。团队构建了准二维高斯模型，成功从理论上预测了超注入现象，并据此研制“破晓（PoX）”皮秒闪存器件，其性能超越同技术节点下世界最快的易失性存储SRAM（静态随机存取存储器）技术。
据介绍，该成果不仅有望改变全球存储技术格局，进而推动产业升级并催生全新应用场景，还将为我国在相关领域实现技术引领提供强有力支撑。
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