4月16日，复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室、芯片与系统前沿技术研究院科研团队发布了一项具有划时代意义的半导体电荷存储技术——“破晓”。这一技术以每秒可执行25亿次操作的惊人速度，一举成为全球最快的半导体电荷存储技术，其速度比传统闪存快了一百万倍，引发了科技界的广泛关注。

一、“破晓”技术的横空出世

“破晓”存储器的外观与普通存储器并无二致，仅1平方厘米大小，但其内部却蕴含着强大的性能。它通过创新的物理机制，将存储器擦写速度提升到了400皮秒实现一次擦或者写，而一皮秒仅相当于一万亿分之一秒。如此之快的速度使得“破晓”能够每秒执行25亿次操作，打破了现有存储技术框架的理论瓶颈，实现了存储技术的重大突破。

二、技术背后的创新与突破

“破晓”技术的核心在于科研团队提出的全新提速思路以及在理论上对“超注入现象”的预测。“超注入现象”是一种新型的电荷注入机制，团队通过构建准二维泊松模型，成功打破了现有存储速度的理论极限。基于此，他们研制出了“破晓”皮秒闪存器件，其擦写速度可达亚1纳秒（400皮秒），使存储速度实现了质的飞跃。

在过去的研究中，存储器的速度分级架构形似金字塔。位于塔上层的易失性存储器（如SRAM、DRAM）拥有纳秒级的高速存储，但存储容量小、功耗大、制造成本高且断电后数据会丢失；而位于塔底的非易失性存储器（如闪存）虽克服了前者诸多劣势，但存取速度较慢，不及前者十万分之一，难以满足AI计算等对高速存储的需求。“破晓”技术的出现，有望彻底颠覆这一传统存储架构，其在完成规模化集成后，将实现存储、计算速度相当，未来的个人电脑可能不存在内存和外存的概念，无需分层存储，还能实现AI大模型的本地部署。

三、十年磨一剑的科研历程

“破晓”技术的诞生并非一蹴而就，而是科研团队历经十年磨砺、持续创新的成果。2015年，复旦硕士在读的刘春森在导师周鹏指导下开启闪存器件研究之路。2018年，团队利用多重二维材料构建二维半浮栅闪存结构，将存取速度提升至10纳秒量级，成果发表于纳米技术领域国际期刊Nature Nanotechnology。2021年，他们基于FN隧穿修正传统理论机制，首次发现双三角隧穿势垒超快电荷存储机理，并研制出范德华异质结闪存，将存储速度提至20纳秒的同时确保数据存储非易失，成果再登Nature Nanotechnology。2021年底，团队基于高斯定理进行理论创新，2024年构建起准二维泊松模型，经测试验证，最终迎来“破晓”时刻。

四、“破晓”技术的优势与前景

除了速度上的巨大优势，“破晓”技术还具备非易失性这一重要特性，即在掉电的情况下，数据也不会丢失。这使得“破晓”存储器在数据存储的稳定性和可靠性方面也取得了重大进展，为未来的商业应用奠定了坚实基础。

在人工智能时代，“破晓”技术的应用前景尤为广阔。当前，人工智能大模型的计算主要依赖GPU显卡芯片，而与之配套的存储器的写入或擦除速度却仍停留在微秒级别，这成为制约AI计算性能的瓶颈之一。“破晓”存储器的高速性能正好可以应对GPU芯片高速运算的需求，弥补了这一短板。一旦“破晓”技术实现商业化并集成到手机和电脑中，将有效解决本地模型部署中的卡顿和发热问题，大幅提升设备性能，为用户带来更流畅、高效的使用体验。

五、商业应用的推进

目前，“破晓”技术距离转化为商业应用并不遥远。复旦大学科研团队在研发过程中就与生产企业深度合作，已经进行了流片验证，并取得了初步成果。团队目前已经能够实现小规模的全功能芯片流片，下一步计划将其尝试集成到现有的手机和电脑中，以突破现有存储技术带来的瓶颈问题。

复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室研究员刘春森表示，“破晓”技术的速度提升极具突破性，完全打破了现有的存储技术框架的理论瓶颈。这一创新不仅实现了速度上的巨大突破，还为存储技术的发展开辟了新的方向。在行业专家看来，“破晓”技术的问世标志着中国在存储技术领域取得了重大突破，对于提升中国在全球半导体领域的竞争力具有重要意义。它有望推动人工智能计算等相关产业的快速发展，为科技行业的进步注入新的动力。

“破晓”半导体电荷存储技术以其前所未有的速度和性能，为存储技术领域带来了一场革命。它不仅打破了传统存储技术的局限，更以非易失性等优势为未来的商业应用铺平了道路。随着科研团队与企业的进一步合作，相信“破晓”技术将很快实现大规模商业化应用，为人们的生活和科技的发展带来巨大的改变。我们期待着“破晓”技术在人工智能、大数据等众多领域大放异彩，开启存储技术的全新篇章。