日前,北京大学在非易失性存储器领域取得重大突破。电子学院邱晨光-彭练矛团队首次提出“纳米栅超低功耗铁电晶体管”,实现了超低功耗下的数据高效存储。这项成果被发表在《科学·进展》上,标志着在后摩尔芯片技术中,铁电晶体管作为一种极具潜力的半导体存储器,受到了学术界和业界的广泛关注。
该团队通过设计铁电存储的器件结构,并引入纳米栅极电场汇聚增强效应,成功研制出可在0.6V超低电压下工作的铁电晶体管,能耗降低至0.45fJ/μm。此外,团队还将物理栅长缩减到1纳米极限,创造了国际上尺寸最小、功耗最低的铁电晶体管记录。这些成果为构建高性能亚1纳米节点芯片和高算力AI芯片架构提供了新的可能性。
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,并且可以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,有望研发出业界兼容的超低功耗铁电存储芯片。基于这项新机理,北京大学已申请了兼容业界NAND结构和嵌入式SOC架构的关联专利集合,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,这将有助于我国在新型存储领域打破国外技术壁垒。


