北京大學(xué)電子學(xué)院邱晨光-彭練矛團(tuán)隊(duì)在非易失性存儲(chǔ)器領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破,首次提出“納米柵超低功耗鐵電晶體管”技術(shù)方案,成功攻克超低功耗數(shù)據(jù)存儲(chǔ)難題。相關(guān)研究成果已發(fā)表于國(guó)際權(quán)威期刊《科學(xué)·進(jìn)展》,標(biāo)志著我國(guó)在后摩爾芯片技術(shù)領(lǐng)域邁出關(guān)鍵一步。
該團(tuán)隊(duì)通過創(chuàng)新器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),引入納米柵極電場(chǎng)匯聚增強(qiáng)效應(yīng),成功研制出可在0.6伏特超低電壓下工作的鐵電晶體管。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,其能耗指標(biāo)低至0.45飛焦每平方微米,同時(shí)將物理柵長(zhǎng)壓縮至1納米極限,創(chuàng)造了國(guó)際同類器件尺寸最小、功耗最低的紀(jì)錄。這項(xiàng)突破為構(gòu)建高性能亞1納米節(jié)點(diǎn)芯片和高算力AI芯片架構(gòu)提供了新型存儲(chǔ)解決方案。
鐵電晶體管作為后摩爾時(shí)代極具潛力的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器,通過鐵電材料的極化翻轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ),被視為破解"存儲(chǔ)墻"瓶頸、推動(dòng)人工智能底層架構(gòu)革新的關(guān)鍵技術(shù)。研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的納米柵極電場(chǎng)增強(qiáng)效應(yīng)具有普適性設(shè)計(jì)價(jià)值,可廣泛應(yīng)用于不同鐵電材料體系,為優(yōu)化器件性能開辟新路徑。
技術(shù)轉(zhuǎn)化方面,該成果已形成完整自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系,團(tuán)隊(duì)率先申請(qǐng)涵蓋業(yè)界NAND結(jié)構(gòu)和嵌入式SOC架構(gòu)的專利組合(中國(guó)專利號(hào):202511671105.4/202511672017.6/202511674034.3)。通過原子層沉積等標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝,未來(lái)有望開發(fā)出與現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)兼容的超低功耗鐵電存儲(chǔ)芯片,為我國(guó)在新型存儲(chǔ)領(lǐng)域突破國(guó)外技術(shù)封鎖提供重要支撐。











