存儲革命破曉:

中國創(chuàng)新開啟計算新紀元。

——復旦大學"二維增強熱載流子注入"技術重塑存儲未來。

當清晨的第一縷陽光穿透云層,存儲技術的"破曉時刻"也悄然降臨。復旦大學周鵬-劉春森團隊于《自然》期刊發(fā)布的"二維增強熱載流子注入"(2D-HCI)技術,以400皮秒的存儲速度刷新全球紀錄,相當于每秒完成25億次操作,較傳統(tǒng)閃存提速25萬倍。這一顛覆性突破不僅將非易失性存儲性能首次超越易失性內存,更預示著計算機架構百年分層模式的終結。

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存儲金字塔的崩塌:從"分層協作"到"一體貫通"

過去半個世紀,計算設備始終困于存儲系統(tǒng)的"三重悖論":高速存儲容量小、大容量存儲速度慢、斷電后數據難以保全。SRAM與DRAM內存雖以納秒級響應速度占據金字塔頂端,卻因高昂成本與斷電清零的缺陷,被迫與底層

傳統(tǒng)閃存的"慢基因"源于物理機制桎梏:電子需在硅基溝道長途"助跑"以獲得足夠動能躍入浮柵層,過程中遭遇散射損耗與能量極值限制,如同讓嬰兒蹣跚穿越迷宮。而復旦團隊通過構建準二維泊松模型,發(fā)現石墨烯的狄拉克能帶結構與微米級自由程可賦予電子"超能力"——無需助跑即可在電場中直線加速,以"星際穿越"般的效率突破存儲勢壘。

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底層物理創(chuàng)新:二維材料的"降維打擊"

技術團隊從芯片物理本源切入,將石墨烯二維溝道與高斯長度調制結合,實現電荷向浮柵層的超注入效應。這一機制下,電子如同搭載"量子彈弓",在皮秒量級內完成存儲動作,較傳統(tǒng)閃存能效比提升三個數量級。更關鍵的是,該技術兼容現有半導體工藝,團隊已成功研制Kb級原型芯片,為3-5年內量產數十兆級存儲芯片鋪平道路。

十年間,研究團隊三度登頂《自然》系列期刊,其成功密鑰在于"回歸本源"的創(chuàng)新哲學。"材料替換無法突破理論天花板,唯有從量子輸運機制重構技術路徑。"劉春森教授坦言,團隊至今仍在研讀1967年浮柵晶體管的原始論文,從中捕捉底層邏輯的革新靈感。

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未來圖景:計算架構的范式革命

當非易失性存儲突破納秒大關,計算設備的形態(tài)將發(fā)生根本性蛻變:

硬件層:內存與

AI革命:百億參數大模型可本地化部署于手機、IoT設備,邊緣算力瓶頸迎刃而解;

能效躍遷:數據中心存儲能耗驟降,全球數字基建碳足跡削減或超15%;

形態(tài)進化:存算一體芯片催生超輕薄終端,柔性電子設備續(xù)航提升至周級單位。

這場變革的影響力將穿透技術疆界:智能手機可化身AI工作站,自動駕駛系統(tǒng)實現毫秒級決策迭代,甚至元宇宙的數字孿生世界也將獲得實時渲染的"心臟"。正如半導體界權威評價:"這不僅是速度紀錄的突破,更是重構馮·諾依曼架構的里程碑。"

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破曉之后:中國創(chuàng)新的星辰大海

在存儲技術的長跑中,中國團隊首次從"跟跑者"轉變?yōu)?規(guī)則制定者"。2D-HCI技術證明,突破"卡脖子"困境的關鍵,在于對基礎科學的深耕與物理機制的創(chuàng)造性解構。當全球科技界仍在摩爾定律的尾聲中徘徊,中國科學家已打開二維材料宇宙的新維度。

存儲革命的晨曦中,我們依稀可見這樣的未來:所有智能設備都將擁有"瞬間記憶",人類數據處理能力突破生理極限,而這場靜默的技術嬗變,或許正悄然孕育著下一個文明紀元的曙光。