記者從復旦大學獲悉，繼今年4月推出“破曉”二維閃存原型器件，實現400皮秒（1皮秒等於一萬億分之一秒）超高速非易失存儲，為打破算力發展困境提供底層原理后，時隔半年，該校集成芯片與系統全國重點實驗室周鵬-劉春森團隊在這一領域再獲裡程碑式突破。日前，《自然》期刊發表了該團隊的最新研究進展。其研發的“長纓（CY-01）”架構將“破曉”與成熟硅基CMOS（互補金屬氧化半導體）工藝深度融合，率先研發出全球首顆二維-硅基混合架構芯片，不僅攻克了新型二維信息器件工程化的關鍵難題，也為推動信息技術邁入全新高速時代提供強力支撐。

作為集成電路的前沿領域，二維電子學在近年來獲得諸多關注，然而，如何加速產業化進程，讓二維電子器件走向功能芯片？團隊認為，要加快新技術孵化，就要將二維超快閃存器件充分融入CMOS傳統半導體產線，這也能為CMOS技術帶來全新突破。團隊前期經歷了5年的探索試錯，在單個器件、集成工藝等多點協同攻關。團隊的第一項集成工作發表於2024年的《自然·電子學》，為此后的研究工作奠定了基礎。

“二維半導體作為一種全新的材料體系，在國際上所有的集成電路制造工廠裡都是不存在的。一旦引入新材料，就有可能對其他電子器件產生不可估量的影響，導致產線被污染，這是所有芯片廠商都無法接受的。”周鵬介紹。

如何將二維材料與CMOS集成又不破壞其性能？團隊決定從本身就具有一定柔性的二維材料入手，通過模塊化的集成方案，先將二維存儲電路與成熟CMOS電路分離制造，再與CMOS控制電路通過高密度單片互連技術實現完整芯片集成。正是這項核心工藝的創新，在原子尺度上實現了二維材料和CMOS襯底的緊密貼合，最終實現超過94%的芯片良率。團隊進一步提出了跨平台系統設計方法論，包含二維-CMOS電路協同設計、二維-CMOS跨平台接口設計等，並將這一系統集成框架命名為“長纓（CY-01）”架構。

據了解，團隊下一步計劃建立實驗基地，與相關機構合作，建立自主主導的工程化項目，並計劃用3至5年時間將項目集成到兆量級水平。“這是中國集成電路領域的‘源技術’，使我國在下一代存儲核心技術領域掌握主動權。”周鵬說。

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