北京大学研究团队在非易失性存储器领域取得突破性进展。电子学院邱晨光-彭练矛团队首次提出并成功研制出“纳米栅超低功耗铁电晶体管”,实现了超低功耗下的高效数据存储。相关成果已发表于国际学术期刊。
铁电晶体管利用铁电材料的极化翻转实现数据存储,是后摩尔时代极具潜力的半导体存储器技术,被视为破解“存储墙”和实现人工智能底层架构革新的关键。该技术受到学术界和业界的广泛关注。
研究团队通过创新设计铁电存储的器件结构,引入了纳米栅极电场汇聚增强效应。这一设计成功研制出可在超低电压下工作的铁电晶体管,显著降低了器件能耗。同时,团队将物理栅长缩减到了纳米级的极限尺寸,研制出国际上迄今尺寸最小、功耗最低的铁电晶体管之一。
这一成果为构建高性能亚纳米节点芯片和高算力AI芯片架构提供了更具潜力的新物理机制存储器件。北京大学表示,纳米栅极电场增强效应对优化铁电晶体管的设计具有普适性指导意义,可扩展至广泛的铁电材料体系。
未来,通过原子层沉积等标准CMOS工艺,有望研发出与业界兼容的超低功耗铁电存储芯片。目前,基于这项新机理,团队已率先申请了多项关联专利,形成了具有完全自主知识产权的“纳米栅超低功耗铁电晶体管”结构和工艺技术体系。这一进展将有助于我国在新型存储领域提升技术自主性。


