复旦大学周鹏-刘春森团队发明“量子闪存”技术

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7月17日凌晨，复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室集成电路与微纳电子创新学院周鹏-刘春森研究团队在《科学》（SCIence）发表重磅成果。
% K: c4 z  A7 k& E该团队发明的“量子闪存”（Quantum Flash）技术成功构建出共面的漏极-沟道-源极“归壹”结构，首次在室温（27℃）环境下清晰观测到了单电子的非易失性存储行为。
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漏极-沟道-源极“归壹”结构
团队从量子力学基本原理出发，重新审视单个电子操控的边界，利用二维半导体原子级厚度的天然“囚禁”优势，独创性地提出了自对准平面裁剪方案，成功构建出共面的漏极-沟道-源极“归壹”结构。实验显示，仅需注入单个电子，存储窗口便可达0.5伏特，数据在室温下依然保持稳定。相较于1997年《科学》（Science）杂志报道的55 mV且仅能维持5秒的硅基单电子存储，这项工作将室温下的单电子量子态信号放大了近一个数量级，并具备了真正的非易失性。
这不仅彻底打破了“单电子存储”无法实现的传统认知，开创了单电子量子存储的全新理论体系，更为AI时代算力革命奠定关键理论基础。
8 ^, O2 C; K5 G' V早在去年4月，周鹏-刘春森团队于《自然》（Nature）期刊提出“破晓（PoX）”器件，实现了世界最快400皮秒超高速非易失存储，解决了自1967年浮栅晶体管发明后，高速与非易失无法兼得的基础性难题。
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0 ]) n- p3 U, f, M“破晓（PoX）”皮秒闪存器件
: D# ^( L) ]5 Z/ r- A3 m* r, c0 \  W半年之后，团队将技术融入CMOS工艺，研发出“长缨（CY-01）”混合架构全功能闪存芯片，攻克了新型二维信息器件工程化的关键难题，证明与CMOS硅工艺兼容的原型芯片产业化可行。这一成果被Nature评价为“原创性突破”，入选2025年度“中国科学十大进展”。

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9 u/ }. s4 o- o封装后的二维-硅基混合架构闪存芯片（带PCB板）
& {6 x1 I6 U; o4 K6 p目前，团队已系统性地打通了从底层材料、器件创新到高端芯片集成与应用的全链条：“破晓”实现存取速度突破，“归壹”解决密度极限，“长缨”完成了与现有CMOS硅工艺兼容的原型芯片验证。
; V) x5 M" H. {4 o+ T; Q团队计划在1到3年内实现产品落地——成立公司对接人工智能头部客户，引入战略合作伙伴，借助社会力量和政府支持，把原始创新转化为新质生产力。
. a& f/ I9 w1 z$ q, M  _复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室、集成电路与微纳电子创新学院准聘副教授刘春森和教授周鹏为论文通讯作者，刘春森和博士生向昱桐为论文第一作者。研究工作得到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金人才项目、上海市基础研究特区计划等项目的资助，以及教育部创新平台的支持。（本文摘编自：复旦大学）