2018年4月11日訊，新華社上海４月１０日電（記者吳振東）近日，復旦大學微電子學院教授張衛、周鵬團隊實現了具有顛覆性的二維半導體準非易失存儲原型器件，開創了第三類存儲技術，寫入速度比目前Ｕ盤快一萬倍，數據存儲時間也可自行決定。這解決了國際半導體電荷存儲技術中“寫入速度”與“非易失性”難以兼得的難題。
北京時間４月１０日，相關成果在線發表於《自然·納米技術》雜誌。
據瞭解，目前半導體電荷存儲技術主要有兩類，第一類是易失性存儲，例如計算機中的內存，掉電後數據會立即消失；第二類是非易失性存儲，例如人們常用的Ｕ盤，在寫入數據後無需額外能量可保存１０年。前者可在幾納秒左右寫入數據，第二類電荷存儲技術需要幾微秒到幾十微秒才能把數據保存下來。
此次研發的新型電荷存儲技術，既滿足了１０納秒寫入數據速度，又實現了按需定製（１０秒－１０年）的可調控數據準非易失特性。這種全新特性不僅在高速內存中可以極大降低存儲功耗，同時能實現數據有效期截止後自然消失，在特殊應用場景解決了保密性和傳輸的矛盾。
這項研究創新性地選擇多重二維材料堆疊構成了半浮柵結構晶體管：二硫化鉬、二硒化鎢、二硫化鉿分別用於開關電荷輸運和儲存，氮化硼作爲隧穿層，製成階梯能谷結構的範德瓦爾斯異質結。
“選擇這幾種二維材料，將充分發揮二維材料的豐富能帶特性。一部分如同一道可隨手開關的門，電子易進難出；另一部分像一面密不透風的牆，電子難以進出。對‘寫入速度’與‘非易失性’的調控，就在於這兩部分的比例。”周鵬說。
寫入速度比目前Ｕ盤快一萬倍，數據刷新時間是內存技術的１５６倍，並且擁有卓越的調控性，可以實現按照數據有效時間需求設計存儲器結構……經過測試，研究人員發現這種基於全二維材料的新型異質結能夠實現全新的第三類存儲特性。
科研人員稱，基於二維半導體的準非易失性存儲器可在大尺度合成技術基礎上實現高密度集成，將在極低功耗高速存儲、數據有效期自由度利用等多領域發揮重要作用。
這項科學突破由復旦大學科研團隊獨立完成，復旦大學專用集成電路與系統國家重點實驗室爲唯一單位。該項工作得到國家自然科學基金優秀青年項目和重點研究項目的支持。
（原標題：我國科學家開創第三類存儲技術）
根據科技部官網消息，日前，麻省理工學院的工程師設計了一種人造突觸，能夠精確地控制流過它的電流強度，類似於離子在神經元之間流動的方式，並已利用硅鍺製成人造突觸芯片。該芯片及其突觸在模擬研究中可用於識別手寫樣本，準確率高達95%。該研究成果發表在《自然—材料》期刊上，標誌着人類向便攜式，低功耗神經形態芯片邁出了重要一步。
據悉，人腦約有一千億個神經元，神經元通過100萬億突觸傳遞指令，使大腦能夠以閃電般的速度識別圖案，完成記憶並執行其它學習任務。新興領域“神經形態計算”的研究人員試圖設計出像人腦一樣工作的計算機芯片，通過模擬信號工作，類似於神經元。通過這種方式，小型神經形態芯片可以像大腦一樣有效地處理數以百萬計的並行計算，而目前只有大型超級計算機纔可能實現。這種便攜式人工智能方法中亟待解決的問題便是神經突觸。
研究人員利用硅鍺製成人造突觸組成的神經形態芯片，每個芯片由“輸入/隱藏/輸出神經元”組成，每個神經元通過基於細絲的人造突觸連接到其它“神經元”。每個突觸約25納米，且之間離子流的差異僅爲4%，是目前實驗室能達到的最一致的裝置，也是演示人工神經網絡的關鍵。隨後研究人員進行人造神經網絡的計算機模擬，識別手寫樣本，其準確率達到了95%，而現有軟件算法的精度爲97%。
該團隊正在模擬基礎上製作真正可執行識別手寫任務的神經形態芯片，並期望利用其人工突觸設計製造更小型、便攜式的神經網絡設備用於執行復雜計算，最終實現利用指甲蓋大小的芯片代替超級計算機。
