中國的閃存芯片的問世同時,美西方的“卡脖子”的難題被逐一突破
一顆以“長纓”爲名的芯片,寓意“今日長纓在手,何時縛住蒼龍”,中國半導體正迎來破曉時刻。
近日復旦大學周鵬、劉春森等團隊的長纓(CY-01)——全球首顆“二維-硅基混合架構的閃存芯片”順利研製成功,標誌着全球首顆二維-硅基的混合架構的閃存芯片的誕生。
伴隨此次的突破性技術的問世,中國的下一代存儲技術的競爭早就先給我們搶佔了了全球的600億美元的閃存市場的先機,對我們下一代的存儲的發展將起到至關重要的推動作用。
可謂一石激起千層浪,其存儲的速度可達驚人的400皮秒(1皮秒等於萬億分之一秒),遠遠高於現有的最快的閃存技術幾百萬倍。以一眨眼的工夫就能將10億次的運算都一一完成的這款芯片的高效可見一斑。
而隨着二維-硅基混合架構的閃存芯片的問世,中國的半導體產業也從此從一線的追趕者轉變爲全球的領跑者。其突破的關鍵就在於初步破解了二維材料的工程化的世界級難題.。
基於傳統的閃存芯片的不斷髮展,其所能達到的存儲的速度也已接近了其固有的物理極限,正如我們常常會遇到的城市的交通系統那樣擁擠不堪,已經難以再將其推得更快了。憑藉對“破曉”的無極限的超注入新機制的巧妙把握,使得其所存的電荷仿如坐上一枚火箭般,高效的實現了高速的存儲。
以“一座微縮的城市”爲喻,團隊比擬了CMOS的電路就如同高樓林立的繁華城市一般的複雜性,二維材料的薄度則如同一片薄如蟬翼的輕紗般的脆弱可破,令人感慨不已。但其直接的鋪設又容易使材料的內部結構產生較大的應力,從而導致材料的破裂,所以他們的方案就是讓這層的二維材料“自適應”地貼合在硅基的基板上。
憑藉這一系列的創新思路不僅將我們的芯片良率大大地提高到了94.3%,而且完全地滿足了產業的化標準,對推動我們公司的快速發展起到了重要的作用。最關鍵的是,這項技術不需要推倒現有產線重建,可直接嫁接現有CMOS生產線,大幅降低了產業化門檻。
基於AI的不斷髮展,現代的科技競爭也逐漸演變爲了一場“存儲速度的競速”“算力上限的天下”,可見存儲速度的重要性之大!
現有存儲技術已成爲制約AI發展的關鍵瓶頸,OpenAI等機構曾明確表示,AI進步的一半障礙來自存儲性能。
隨“長纓”芯片的落地,不僅可以有效的解決了傳統的接口問題,還將徹底地改變這一以往的局面。
藉助其超高的存儲密度的優勢,不僅能極大地提高了AI大模型的訓練速度,對於目前大規模的AI模型的訓練也能帶來數倍的效率提升。隨着技術的不斷迭步,那些曾經耗時2個小時的將AI的訓練數據的的操作,如今也只需幾十分鐘就能輕鬆搞定了!。
對於普通用戶而言,這項技術意味着手機存儲速度的飛躍。憑藉對傳統的4K高清照片的深度的挖掘和精細的處理,將原10秒的傳輸時間,壓縮到1秒以內。隨大型遊戲的裝配,電腦的開機和各個程序的使用都能實現“秒開”的級別,極大的提高了工作的效率。
但在如自動駕駛、軍事通信等對實時性要求極高的領域,卻正是這超低的延遲的數據存取能力,將大大地將系統的響應速度提升了一個新的高度。
基於對實時數據的深入挖掘與精準的處理能力的不斷的突破,國防領域的實時數據處理將迎來質的飛躍,推動了國防領域的高效作戰、精準指揮的實現。
全球閃存市場長期被三星、鎧俠、西部數據等美西方巨頭壟斷。中國每年需花費超千億美元進口存儲芯片,存儲芯片自給率一度不足5%。
這一重大突破不僅標誌着中國在“長纓”這一關鍵的半導體領域的從0到1的原創性大突破,而且也爲中國的芯片產業的發展提供了強有力的支撐和推動了我國的芯片產業向中高端的轉變。不僅意味着了技術的更大程度的超越,更體現了對規則的制定權的進一步的爭奪。
此前美國多次限制對華高端芯片技術出口,試圖通過“卡脖子”遏制中國科技發展。而“長纓”架構的突破,證明中國正通過“融合式創新”路徑,繞開傳統技術封鎖。
通過將新穎的材料和架構的激活作用於現有的製造業的基礎上,我們才真正的開闢了了這一全新的創新路徑。
如同“長纓”這一團隊的名字所體現的那樣——今日我們手中已經抓住了將蒼龍(指中國半導體業的領先者臺積電等)“縛住”的有力把握,中國的半導體產業也已初現出其強大的自主的研發能力。
在對“長纓”芯片的不斷迭代完善背景下,復旦團隊也爲其逐步制定了明確的產業化路徑,預計3-5年內將實現百萬量級的集成應用,推動“長纓”芯片的產業化、大規模的商業化和市場的普及。
多傢俱有雄厚的技術實力的芯片設計公司和一線的終端應用方的加盟同時,初步的產業化的測試也逐步的展開了。
這項技術已顯示出在超高清視頻存儲和自動駕駛傳感器芯片方面的應用潛力。比亞迪等企業已經開始試用,車載系統反應速度顯著提升。
產業化之路仍面臨挑戰,實驗室94.3%的良率不等於萬片晶圓級生產的良率,大規模生產的成本控制仍是未知數,國際競爭對手的反應也不容忽視,美日韓企業勢必加速同類技術研發。
其團隊已向國家授權部門申請了近200項的核心專利,其所致力研究的二維材料的製備、模塊化的集成等關鍵環節的技術也逐步走向了商業化的路上。既爲應對可能的專利戰構築了堅如磐石的防線,又爲企業的長遠發展指明瞭方向,明確了公司的發展戰略,爲公司的高質量、高效率的發展提供了堅實的基礎。
全球半導體產業格局正在重塑。隨着“長纓”芯片的橫空出世,韓國三星電子等傳統存儲巨頭已感受到前所未有的壓力。中國存儲芯片的全球份額已從五年前的不足5%突破至7%以上,且仍在持續提升。
未來三到五年,隨着“長纓”芯片實現百萬量級集成應用,中國有望在AI驅動的存儲變革中佔據領先地位。這場技術革命不僅關乎市場份額,更決定着未來科技競爭的主導權。