北京大學電子學院邱晨光-彭練矛團隊在非易失性存儲器領域實現重大技術突破,首次提出“納米柵超低功耗鐵電晶體管”創新架構,成功攻克超低電壓下數據高效存儲難題。相關研究成果已發表于國際權威期刊《科學·進展》,為后摩爾時代芯片技術發展開辟新路徑。
鐵電晶體管作為新型半導體存儲器的核心器件,通過鐵電材料的極化特性實現數據存儲,被視為破解“存儲墻”困境和推動人工智能底層架構革新的關鍵技術。傳統鐵電存儲器件存在工作電壓高、物理尺寸受限等瓶頸,該團隊通過結構創新與材料優化,成功突破技術壁壘。
研究團隊創新性引入納米柵極電場匯聚增強效應,將器件物理柵長壓縮至1納米極限,研制出可在0.6伏超低電壓下穩定工作的鐵電晶體管。經實測驗證,該器件能耗指標達0.45飛焦/微米,較現有技術降低兩個數量級,成為國際上尺寸最小、功耗最低的鐵電存儲器件。這項突破為構建亞1納米節點高性能芯片和下一代高算力AI芯片提供了全新物理機制解決方案。
技術原理層面,納米柵極電場增強效應通過優化電場分布,顯著提升了鐵電材料的極化響應效率。該設計策略具有普適性,可擴展至多種鐵電材料體系,為不同應用場景的器件開發提供理論支撐。研究團隊已通過原子層沉積等標準CMOS工藝驗證技術可行性,為產業化應用奠定基礎。
在知識產權布局方面,研究團隊圍繞核心技術創新構建了完整的專利體系,已申請涵蓋NAND結構兼容與嵌入式SOC架構的專利組合,獲得三項中國發明專利授權(專利號:202511671105.4 / 202511672017.6 / 202511674034.3)。這項自主知識產權技術將助力我國在新興存儲領域突破國際技術封鎖,形成產業競爭優勢。











