復旦大學集成芯片與系統全國重點實驗室周鵬-劉春森團隊在新型存儲芯片領域取得重大突破，其研發的全球首顆二維-硅基混合架構閃存芯片“長纓（CY-01）”相關成果被國際頂級學術期刊《自然》收錄。這項突破性進展不僅攻克了二維材料與硅基工藝融合的關鍵技術難題，更為下一代高速存儲芯片的產業化鋪平了道路。
研究團隊此前已取得重要進展，今年4月推出的“破曉”二維閃存原型器件實現了400皮秒級超高速非易失存儲，為突破算力瓶頸提供了理論基礎。經過半年持續攻關，團隊創新性地將二維超快閃存器件與成熟硅基CMOS工藝深度融合，開發出兼具高性能與高良率的混合架構芯片。該架構通過模塊化設計思路，將二維存儲電路與CMOS控制電路分離制造，再通過高密度單片互連技術實現完整集成，最終使芯片良率突破94%大關。
二維半導體作為新興材料體系，其產業化面臨特殊挑戰。研究團隊負責人指出，國際主流芯片制造產線均未使用二維材料，引入新材料可能引發產線污染風險。為此，團隊歷時五年開展技術攻關，在器件結構、集成工藝等方面取得多點突破。2024年發表在《自然·電子學》的研究成果，為此次混合架構芯片的研發奠定了關鍵技術基礎。
核心技術突破體現在材料集成工藝創新。研究團隊利用二維材料的柔性特性，開發出原子級貼合技術，成功實現二維材料與CMOS襯底的精密結合。在此基礎上，團隊提出跨平臺系統設計方法論，涵蓋電路協同設計、跨平臺接口開發等關鍵技術，構建起完整的“長纓”架構技術體系。這種創新設計既保持了二維材料的超快存儲特性，又充分發揮了硅基CMOS工藝的成熟優勢。
據介紹，該研究成果已進入工程化推進階段。研究團隊計劃與產業界合作建立實驗基地，通過自主主導的工程項目，力爭在3至5年內實現芯片集成規模達到兆量級水平。這項源自中國的“源技術”創新，將使我國在下一代存儲核心技術領域占據戰略主動權，為全球集成電路產業發展提供全新解決方案。
