复旦大学计划研发第三类存储技术

近日，复旦大学微电子学院教授张卫、周鹏团队实现了具有颠覆性的二维半导体准非易失存储原型器件，开创了第三类存储技术，解决了国际半导体电荷存储技术中“写入速度”与“非易失性”难以兼得的难题。下面就随小编一起来了解一下相关内容吧。

目前的国际半导体电荷存储技术主要有两种：

第一种是以计算机内存为代表的易失性存储，易失性存储的特点是写入速度快，数据写入仅需几纳秒左右，但断电后数据无法保存，会立刻消失；

另一种是以U盘为代表的非易失性存储，非易失性存储的特点是写入速度慢，数据写入需要几微秒到几十微秒，但无需额外能量也可保存10年左右。

长久以来，“写入速度”和“非易失性”这两种特性就是存储设备存在的两个矛盾，一直不可兼得。

日前复旦大学微电子学院教授张卫、周鹏团队在存储领域取得技术突破，研发出具有颠覆性的二维半导体准非易失性存储原型器件，开创了第三类存储技术，这种技术采用了多重二维半导体材料，只要通过对材料比例的控制，便可以控制写入速度与断电数据保留时长的比例。这样既能保证超高的读写速度，又能保证断电后数据不会丢失。

为了研发出两种性能可兼得的新型电荷存储技术，该团队创新性地选择了多重二维半导体材料，堆叠构成了半浮栅结构晶体管：二氧化钼和二硒化钨像是一道随手可关的门，电子易进难出，用于控制电荷输送；氮化硼作为绝缘层，像是一面密不透风的墙，使得电子难以进出；而二硫化铪作为存储层，用以保存数据。周鹏说，只要调节“门”和“墙”的比例，就可以实现对“写入速度”和“非易失性”的调控。

此次研发的第三代电荷存储技术：

不仅可以实现“内存级”的数据读写速度，满足了10纳秒写入数据速度，即写入速度比目前U盘快1万倍，数据刷新时间是内存技术的156倍；

并且拥有卓越的调控性，可以实现按需“裁剪”数据10秒至10年的保存周期，即实现了按需定制（10秒-10年）的可调控数据准非易失特性。

换句话说，这种新型存储技术不但能保证断电后数据不会丢失，而且写入速度比目前U盘快 10000 倍，数据刷新时间是内存技术的 156 倍；更厉害的是，这种存储技术还可以保密信息，根据需求定制数据的保存周期，你可以让存储的数据 10 秒后消失，也可以让其 10 年后消失。

第三代电荷存储技术，是半导体行业的颠覆性技术。这种全新特性不仅可以极大降低高速内存的存储功耗，同时还可以实现数据有效期截止后自然消失，解决了特殊场景下数据传输与保密要求之间的矛盾。

最重要的是，二维材料可以获得单层的具有完美界面特性的原子级别晶体，这对集成电路器件进一步微缩并提高集成度、稳定性以及开发新型存储器都有着巨大潜力，是降低存储器功耗和提高集成度的崭新途径。基于二维半导体的准非易失性存储器可在大尺度合成技术基础上实现高密度集成，为未来的新型计算机奠定基础。