復旦大學集成芯片與系統(tǒng)全國重點實驗室周鵬-劉春森團隊在新型存儲芯片領(lǐng)域取得重大突破，其研發(fā)的全球首顆二維-硅基混合架構(gòu)閃存芯片“長纓（CY-01）”相關(guān)成果被國際頂級學術(shù)期刊《自然》收錄。這項突破性進展不僅攻克了二維材料與硅基工藝融合的關(guān)鍵技術(shù)難題，更為下一代高速存儲芯片的產(chǎn)業(yè)化鋪平了道路。

研究團隊此前已取得重要進展，今年4月推出的“破曉”二維閃存原型器件實現(xiàn)了400皮秒級超高速非易失存儲，為突破算力瓶頸提供了理論基礎(chǔ)。經(jīng)過半年持續(xù)攻關(guān)，團隊創(chuàng)新性地將二維超快閃存器件與成熟硅基CMOS工藝深度融合，開發(fā)出兼具高性能與高良率的混合架構(gòu)芯片。該架構(gòu)通過模塊化設(shè)計思路，將二維存儲電路與CMOS控制電路分離制造，再通過高密度單片互連技術(shù)實現(xiàn)完整集成，最終使芯片良率突破94%大關(guān)。

二維半導體作為新興材料體系，其產(chǎn)業(yè)化面臨特殊挑戰(zhàn)。研究團隊負責人指出，國際主流芯片制造產(chǎn)線均未使用二維材料，引入新材料可能引發(fā)產(chǎn)線污染風險。為此，團隊歷時五年開展技術(shù)攻關(guān)，在器件結(jié)構(gòu)、集成工藝等方面取得多點突破。2024年發(fā)表在《自然·電子學》的研究成果，為此次混合架構(gòu)芯片的研發(fā)奠定了關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)。

核心技術(shù)突破體現(xiàn)在材料集成工藝創(chuàng)新。研究團隊利用二維材料的柔性特性，開發(fā)出原子級貼合技術(shù)，成功實現(xiàn)二維材料與CMOS襯底的精密結(jié)合。在此基礎(chǔ)上，團隊提出跨平臺系統(tǒng)設(shè)計方法論，涵蓋電路協(xié)同設(shè)計、跨平臺接口開發(fā)等關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建起完整的“長纓”架構(gòu)技術(shù)體系。這種創(chuàng)新設(shè)計既保持了二維材料的超快存儲特性，又充分發(fā)揮了硅基CMOS工藝的成熟優(yōu)勢。

據(jù)介紹，該研究成果已進入工程化推進階段。研究團隊計劃與產(chǎn)業(yè)界合作建立實驗基地，通過自主主導的工程項目，力爭在3至5年內(nèi)實現(xiàn)芯片集成規(guī)模達到兆量級水平。這項源自中國的“源技術(shù)”創(chuàng)新，將使我國在下一代存儲核心技術(shù)領(lǐng)域占據(jù)戰(zhàn)略主動權(quán)，為全球集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供全新解決方案。