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Proceso integrado flash ultrarrápido y rendimiento estadístico

El rápido desarrollo de la inteligencia artificial requiere urgentemente tecnología de almacenamiento no volátil de alta velocidad. La velocidad de programación actual de la memoria flash no volátil convencional es generalmente de cientos de microsegundos, lo que no puede soportar los requisitos de la aplicación. Una investigación preliminar realizada por el equipo Zhou Peng-Liu Chunsen de la Universidad de Fudan ha demostrado que la estructura semiconductora bidimensional puede aumentar su velocidad más de mil veces, logrando una disruptiva tecnología de memoria flash de almacenamiento ultrarrápido a nivel de nanosegundos. Sin embargo, cómo lograr una integración a gran escala y avanzar hacia aplicaciones prácticas reales sigue siendo un gran desafío.

A partir de la ingeniería de interfaz, el equipo logró por primera vez en el mundo la mayor verificación integrada de una matriz de memoria flash ultrarrápida de nanosegundos de 1 Kb, y demostró que sus características ultrarrápidas se pueden extender a menos de 10 nanómetros. En la tarde del 12 de agosto, hora de Beijing, los resultados relevantes se publicaron en Nature Electronics bajo el título "Proceso de integración a escala de memoria flash ultrarrápida bidimensional".

El equipo desarrolló tecnología de ingeniería de superinterfaz y realizó una interfaz heterogénea con planitud a nivel atómico en una memoria flash bidimensional a gran escala. Combinada con tecnología de caracterización de alta precisión, muestra que el proceso de integración es significativamente mejor que el nivel internacional. A través de estrictas pruebas de rendimiento de almacenamiento de ventana de almacenamiento de CC y almacenamiento de impulsos de CA, se confirmó que la nueva memoria flash con mecanismo bidimensional en la escala de almacenamiento de 1 Kb tiene una tasa de rendimiento de hasta el 98% a una velocidad de programación no volátil de nanosegundos, que es superior a la de International Semiconductor La hoja de ruta tecnológica exige una tasa de rendimiento del 89,5% para la fabricación de memorias flash.

Al mismo tiempo, el equipo de investigación desarrolló un proceso de autoalineación que no depende de equipos de fotolitografía avanzados, combinado con la original e innovadora teoría de diseño del campo eléctrico de la pila de almacenamiento ultrarrápido, y realizó con éxito un dispositivo de memoria flash ultrarrápido con una longitud de canal de 8 nanómetros, que actualmente es el dispositivo de memoria flash de trinchera más corto del mundo y superó el límite de tamaño físico de la memoria flash basada en silicio (alrededor de 15 nanómetros). Respaldado por canales atómicamente delgados, este dispositivo de tamaño ultrapequeño tiene programación ultrarrápida de 20 nanosegundos, 10 años de no volatilidad, 100.000 ciclos de vida y rendimiento de almacenamiento multiestado. Este trabajo promoverá la aplicación industrial de la disruptiva tecnología de memoria flash ultrarrápida.

El investigador Liu Chunsen del Laboratorio Nacional Clave de Chips y Sistemas Integrados y el Instituto de Tecnología de Frontera de Sistemas y Chips de la Universidad de Fudan y el profesor Zhou Peng de la Escuela de Microelectrónica son los autores correspondientes del artículo. El investigador Liu Chunsen y el estudiante de doctorado Jiang Yongbo. y Cao Zhenyuan son los primeros autores del artículo. El trabajo de investigación ha sido financiado por el Programa Clave de I+D del Ministerio de Ciencia y Tecnología, el Programa de Talento Líder Importante de la Fundación Nacional de China, el Programa de la Zona de Investigación Básica de Shanghai, Shanghai Venus y otros proyectos, así como el apoyo de la Plataforma de Innovación del Ministerio de Educación.

autor:

Texto: Jiang Peng Imágenes: Fotografías proporcionadas por los entrevistados Editor: Gu Jun Editor en jefe: Fan Liping

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