全球首颗!中国研发全新架构闪存芯片,AI算力战争的下一个战场:为什么说存储芯片将决定人工智能的胜负?

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为什么是现在?为什么是存储?

人工智能时代,数据存取性能已成为算力发展的关键瓶颈。当下AI系统瓶颈正在从前端算力转向后端存储和数据。一个满血版大模型想要流畅运行,存储单元至少每秒工作上亿次。

传统存储器的速度与功耗已成为阻碍算力发展的“卡脖子”问题。目前速度最快的存储器均为易失性存储器,速度为1-30纳秒,但断电后数据会丢失。传统闪存不会轻易丢失数据,但存储速度比芯片工作速度落后10万倍以上。

复旦大学团队的“破晓”二维闪存原型器件实现了400皮秒超高速非易失存储,比传统闪存快100万倍。而如今的“长缨”芯片,将这一速度优势真正工程化了。

业界代表分析,这项成果不只是延续性技术改良,更是存储速度和效率上的颠覆性进步。尤其对于AI推理场景,二维器件具有天然访问速度优势,可突破闪存本身速度、功耗、集成度的平衡。

从“破晓”到“长缨”:命名的深意

“破晓”和“长缨”这两个名字,暗含研究团队“希望助力中国半导体产业有所突破”的决心。

“长缨”取自毛泽东诗词“今日长缨在手,何时缚住苍龙”。团队将这一系统集成框架命名为“长缨(CY-01)架构”,寓意中国在下一代存储核心技术领域掌握了主动权。

这种命名不是偶然。集成电路领域鲜有中国的原创技术。从底层原理到架构命名,团队似乎在刻意构建一套中国自己的技术叙事体系。

论文上线有个小插曲:原定10月30日上线,国庆前夕突然接到《自然》编辑部邮件,问询是否愿意提前上线。研究团队自是欣然答应。这一细节透露出国际学术期刊对这一成果的重视程度。

产业化的现实路径:3-5年百万量级

科研成果的华丽转身,需要面对冷酷的产业化现实。

周鹏透露,团队计划用3-5年时间将项目集成到百万量级水平,期间产生的知识产权和IP可授权给合作企业。这是一个务实的时间表——既不过于乐观,也不过分保守。

非易失性存储器每年市场规模高达600亿美元,其中闪存占主导。多位业界人士表示看好该成果以更快速度从实验室走向大规模应用,融入个人电脑、移动端设备等场景。

复容投资代表分析,该技术已形成“科学-工程-系统”闭环,符合AI时代算力存储需求,且通过依托成熟CMOS产线,能够缩短研发周期,降低商业化门槛。

更重要的是,这一突破为中国存储产业提供了“源技术”。在半导体领域,拥有源头技术创新意味着在产业链顶端拥有了话语权。

二维芯片的未来:不止于存储

虽然当前突破集中在存储领域,但二维材料的潜力远不止于此。

周鹏-刘春森团队认为,存储器是二维电子器件最有可能首个产业化的器件类型。因为它对材料质量和工艺制造没有提出更高要求,而且能够达到的性能指标远超现在的产业化技术。

但长远看,二维材料可能重塑整个半导体产业。团队提出的“ATOM2CHIP”技术蓝图,包含全栈片上工艺和跨平台系统设计,提供了从新兴器件概念到实用芯片的完整框架。

这种技术路径一旦成熟,可以复制到其他类型的芯片设计中。二维材料优异的电子和热属性,未来可能在处理器、传感器等领域带来新的突破。

中国芯片的另一种可能

在传统芯片制程竞赛陷入物理极限和地缘政治双重困境的今天,二维-硅基混合架构代表了一条差异化技术路径。

它不像光刻机那样需要极端精密的制造设备,而是更多依靠材料创新和架构设计。这种路径更适合在后摩尔定律时代实现弯道超车。

中国工程院院士倪光南曾指出,我们要把数据存储作为信息领域中重要的产业支撑,作为战略性、基础性、先导性产业予以大力支持。到2025年,中国存储产业上游产业链将超过2600亿元人民币,中下游超过8000亿元,直接投资总额将超过万亿元规模。

“长缨”芯片的突破,正好踩在了这个历史节点上。

尾声:从实验室到工厂的最后一公里

论文发表只是起点,真正的挑战在于如何让技术走出实验室,进入千家万户的电子设备中。

周鹏-刘春森团队已经跨越了最艰难的一步。接下来需要建立实验基地,与相关机构合作,建立自主主导的工程化项目。这是一个更加枯燥但至关重要的过程。

正如一位存储产业专家所言:“今天,大家开始从听AI,到尝试AI、全民AI,整个需求的拉动是非常明显的。” 随着AI本地化部署密集推进,企业级存储正在向大容量持续进阶。

二维-硅基混合架构闪存芯片,很可能成为AI时代的标准存储方案。它不仅关乎技术革新,更关乎未来数字世界的基础设施主导权。

当大数据与人工智能时代对数据存取性能提出极致要求时,中国的研究团队已经给出了第一个答案。接下来的故事,需要产业界、投资界和整个生态圈一起书写。

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