北京大學(xué)電子學(xué)院邱晨光-彭練矛團(tuán)隊在非易失性存儲器領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大技術(shù)突破，首次提出“納米柵超低功耗鐵電晶體管”創(chuàng)新架構(gòu)，成功攻克超低電壓下數(shù)據(jù)高效存儲難題。相關(guān)研究成果已發(fā)表于國際權(quán)威期刊《科學(xué)·進(jìn)展》，為后摩爾時代芯片技術(shù)發(fā)展開辟新路徑。

鐵電晶體管作為新型半導(dǎo)體存儲器的核心器件，通過鐵電材料的極化特性實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲，被視為破解“存儲墻”困境和推動人工智能底層架構(gòu)革新的關(guān)鍵技術(shù)。傳統(tǒng)鐵電存儲器件存在工作電壓高、物理尺寸受限等瓶頸，該團(tuán)隊通過結(jié)構(gòu)創(chuàng)新與材料優(yōu)化，成功突破技術(shù)壁壘。

研究團(tuán)隊創(chuàng)新性引入納米柵極電場匯聚增強(qiáng)效應(yīng)，將器件物理柵長壓縮至1納米極限，研制出可在0.6伏超低電壓下穩(wěn)定工作的鐵電晶體管。經(jīng)實測驗證，該器件能耗指標(biāo)達(dá)0.45飛焦/微米，較現(xiàn)有技術(shù)降低兩個數(shù)量級，成為國際上尺寸最小、功耗最低的鐵電存儲器件。這項突破為構(gòu)建亞1納米節(jié)點(diǎn)高性能芯片和下一代高算力AI芯片提供了全新物理機(jī)制解決方案。

技術(shù)原理層面，納米柵極電場增強(qiáng)效應(yīng)通過優(yōu)化電場分布，顯著提升了鐵電材料的極化響應(yīng)效率。該設(shè)計策略具有普適性，可擴(kuò)展至多種鐵電材料體系，為不同應(yīng)用場景的器件開發(fā)提供理論支撐。研究團(tuán)隊已通過原子層沉積等標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝驗證技術(shù)可行性，為產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

在知識產(chǎn)權(quán)布局方面，研究團(tuán)隊圍繞核心技術(shù)創(chuàng)新構(gòu)建了完整的專利體系，已申請涵蓋NAND結(jié)構(gòu)兼容與嵌入式SOC架構(gòu)的專利組合，獲得三項中國發(fā)明專利授權(quán)（專利號：202511671105.4 / 202511672017.6 / 202511674034.3）。這項自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)將助力我國在新興存儲領(lǐng)域突破國際技術(shù)封鎖，形成產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢。