0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

存储和计算芯片在集成电路产业中占据核心地位

我快闭嘴 来源:中国电子报 作者:周鹏 2020-12-04 11:45 次阅读

集成电路工业水平和规模是引领新一轮科技革命和产业变革的关键力量,是一个国家综合国力的标记和战略竞争制高点,集成电路芯片基础创新决定未来集成电路产业格局。其中存储和计算(逻辑、模拟)芯片在集成电路产业中占据核心地位。

当前,大数据、云计算、超级计算、人工智能等技术的发展对集成电路存储和计算芯片提出了更高要求。基于传统硅基半导体材料的存储计算芯片遭遇的“存储墙”和“功耗墙”问题日趋严峻,而顺势涌现的一些新兴半导体材料,例如石墨烯、硫化钼此类二维层状半导体材料凭借独特的电学、光学特性,在新型存储及计算电子器件和芯片系统应用中展现出无限潜能,并且目前国际社会对它们在存储及计算领域中的实际应用仍处于探索阶段。

为摆脱我国集成电路核心芯片依赖进口的历史困境,我们应该抓住时代机遇,积极提前布局下一代新材料存储和计算,尽快掌握新材料存储计算应用核心技术和专利,在基于新材料的存储计算领域实现跨越发展。

以存储器为例,传统存储元件操作速度等性能的提升受到材料和结构的本质限制,存储性能只能以每年10%左右的速度提升,而处理单元性能则以每年约55%的速度快速提升,长期累积导致了存储和计算速度的严重失配。此外,传统存储单元面临着数据快速写入与长时间保存的不可共存难题,这两者共同在集成电路存储芯片领域砌建起一面“存储墙”。丰富且灵活可调的下一代半导体新材料为新型存储设计提供了独特的解决方案,我国科研团队在此方面也具备一定经验及科学积累,包括通过引入PN结、局域场调制等技术手段,实现了纳秒级超快非易失存储器件,并且逾越了长期固存的存储器操作速度及保持时间技术鸿沟,奠定了我们在新材料存储应用领域的国际领先水平。

此外,随着集成电路工艺尺寸微缩接近物理极限,基于传统半导体材料的器件性能、芯片集成密度、能效的提升均进入瓶颈阶段,新的推进动力将来源于下一代新材料的引入及应用。并且,在大数据、人工智能时代背景下,以数据为中心的应用场景不断涌现,如图像识别、语音转译、自动驾驶等。这些任务要求数据频繁地进行交互通信,给当前计算和存储分离的系统带来大量冗余的能量损耗,加剧“功耗墙”难题。通过充分发掘下一代半导体新材料特性优势,探索突破传统CMOS能耗极限的新器件、设计存算融合元器件及芯片,为打破“功耗墙”提供了可能。针对这一目标,我国研究人员利用下一代半导体新材料开展了包括单晶体管逻辑、感存算一体、神经拟态器件及存内计算、人工通用智能芯片等创新研究,同样走在了国际前列。

我国在基于下一代半导体新材料的存储计算应用领域已具备研究基础,并博得先机,随着国家政策的进一步支持,深入布局下一代新材料应用,革新传统存储计算元器件,必将支撑我国集成电路存储计算芯片集成度、能效、功能融合持续提升,有望摆脱集成电路存储计算芯片依赖进口的困境,全面实现物联网、人工智能、大数据、航空航天等国家重要应用领域中高性能芯片的自主研发。
责任编辑:tzh

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 芯片
    +关注

    关注

    445

    文章

    47496

    浏览量

    407916
  • 集成电路
    +关注

    关注

    5305

    文章

    10552

    浏览量

    352415
  • 半导体
    +关注

    关注

    327

    文章

    24190

    浏览量

    201084
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    硅基氮化镓集成电路芯片有哪些

    硅基氮化镓(SiGaN)集成电路芯片是一种新型的半导体材料,具有广阔的应用前景。它将硅基材料与氮化镓材料结合在一起,利用其优势来加速集成电路发展的速度。本文将介绍硅基氮化镓集成电路
    的头像 发表于 01-10 10:14 238次阅读

    集成电路是什么材料制成的

    集成电路(Integrated Circuit,简称IC)是现代电子设备中的核心部件,它们可以实现复杂的功能,如处理器、存储器、传感器等。集成电路的制造材料对其性能和可靠性具有重要影响
    的头像 发表于 01-05 14:30 477次阅读
    <b class='flag-5'>集成电路</b>是什么材料制成的

    集成电路芯片有哪些

    集成电路芯片是现代电子设备中的核心部件,它们可以实现复杂的功能,如处理器、存储器、传感器等。随着电子技术的不断发展,集成电路
    的头像 发表于 01-05 14:14 493次阅读

    临港:中国集成电路产业的新引擎

    临港集成电路的发展思路,要成为上海集成电路产业双核驱动的新引擎,通过与张江区形成双区联动。要成为集成电路产业自主创新的桥头堡,围绕先进工艺、
    的头像 发表于 11-25 14:21 335次阅读
    临港:中国<b class='flag-5'>集成电路</b><b class='flag-5'>产业</b>的新引擎

    集成电路芯片是一个概念吗?集成电路芯片区别?

    集成电路芯片是一个概念吗?集成电路芯片区别? 集成电路芯片是相近但又有细微差别的概念。在一
    的头像 发表于 11-21 16:00 1417次阅读

    产才融合破解集成电路产业发展难题,“集成电路最具高层次人才吸引力企业指数”闪亮登场!

    集成电路是现代化产业体系的核心枢纽,关系国家安全和中国式现代化进程。 目前,我国已形成较完整的集成电路产业链,涌现出一批优秀企业和企业家,积
    发表于 10-12 14:07 95次阅读
    产才融合破解<b class='flag-5'>集成电路</b><b class='flag-5'>产业</b>发展难题,“<b class='flag-5'>集成电路</b>最具高层次人才吸引力企业指数”闪亮登场!

    集成电路电源芯片有哪些类别?

    集成电路(IC)电源芯片在现代电子设备中起到至关重要的作用。它们负责管理和分配电能,以满足不同组件和子系统的需求。电源芯片有多种不同的类别,每一种都有其特定的应用场景和优点。本文将对常见的几种
    的头像 发表于 09-25 09:08 895次阅读
    <b class='flag-5'>集成电路</b>电源<b class='flag-5'>芯片</b>有哪些类别?

    集成电路芯片的基本概念 集成电路材料与器件 集成电路介绍

    ,从而实现各种电子设备的功能。集成电路技术对于现代电子设备的发展具有至关重要的作用,使得计算机、手机、物联网设备等各种设备的性能得以不断提升,同时也推动了电子产业的快速发展。 集成电路
    的头像 发表于 08-29 16:19 2121次阅读

    集成电路核心是什么?集成电路有哪些器件?

    。在集成电路芯片中,有无数的晶体管和其他电子器件组成微小的电路,可以实现诸如计算机、手机和电视等复杂的电子产品。总之,集成电路
    的头像 发表于 08-29 16:14 2118次阅读

    什么是集成电路

    在打印后完成融合。 单片集成电路 单片 IC 在单个硅芯片上具有无源和有源元件、分立部件和互连。这一切都意味着单片集成电路是建立在单个晶体上的电路
    发表于 08-01 11:23

    集成电路制造装备用精密陶瓷结构件的特点及产业格局

    集成电路产业(即IC产业)是关乎国家经济、政治和国防安全的战略产业,在IC产业中,集成电路制造装
    的头像 发表于 07-14 15:21 842次阅读

    集成电路集成电路产业,积体电路与积体电路座业

    集成电路自发明以来,经过20世纪 60年代和70 年代的发展,逐步形成了集成电路产业。1965年,仙童公司的戈登 •摩尔(Cordon E. Moore)在《电子学》杂志上发表了对集成电路
    的头像 发表于 07-10 11:08 553次阅读

    存储集成电路测试

    存储器是集成电路领域的通用器件,其市场用量巨大,从类型上分为 ROMEPROM、E2PROM、SRAM、DRAM、FLASH 等。
    发表于 05-30 09:56 257次阅读
    <b class='flag-5'>存储</b>器<b class='flag-5'>集成电路</b>测试

    芯片集成电路有什么区别?

    芯片,又称微电路、微芯片集成电路(integrated circuit, IC),是指内含集成电路的硅片,体积很小,常常是
    的头像 发表于 05-06 10:42 2513次阅读

    中国集成电路行业的发展情况

    集成电路产业链由上、中、下游三部分组成。集成电路产业链的上游包括EDA、IP、材料和设备等供应商;产业链中游主要包括
    发表于 04-25 12:45 1616次阅读
    中国<b class='flag-5'>集成电路</b>行业的发展情况