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中国科学家在存储芯片的新突破，有望实现换道超车提升算力
复旦大学周鹏-刘春森团队在室温下实现单电子非易失性量子存储，达到“一个电子表示一个信息比特”的物理极限，相关成果发表于《科学》主刊。该技术理论上可将存储功耗降低数个数量级，并通过半导体后道集成实现“存算一体”，有望解决数据中心“内存墙”和能耗瓶颈。文章还介绍了团队提出的“态密度剪刀”理论，用于操控量子态。这是中国在底层存储芯片领域的一次原创性突破，适合关注半导体前沿技术、算力基础设施及存算一体架构的读者深度阅读。原文 ↗
核心观点
- ▍复旦大学团队在室温下实现了单电子非易失性量子存储，达到“单个电子表示一个信息比特”的物理极限，有望从根本上解决存储芯片的功耗瓶颈，并实现“存算一体”架构。
- 01该成果于2025年7月17日发表于《科学》主刊，被评价为“前景广阔、潜在高影响力”。
- 02当前动态随机存储器（DRAM）需要保持约20万个电子才能表示一个信息位，新技术仅需一个电子，功耗呈几何级数降低。
- 03团队首次在室温（27℃）环境下观测到单电子非易失性存储行为，突破了此前仅在接近绝对零度（约-272℃）下才能观测的物理限制。
- 04团队提出了“态密度剪刀”理论，通过构筑双狄拉克结构引入“零态密度”区间，实现对量子态的工程化操控。
- 05该技术可通过半导体后道集成技术（BEOL）将存储单元直接集成在计算单元上方，使信息传输距离缩短至百纳米级，实现“存算一体”。
- 06团队此前已研制出世界最快400皮秒“破晓（PoX）”闪存器件，解决了高速与非易失无法兼得的难题，并被评为2025年度“中国科学十大进展”。
- 07团队计划于2025年下半年成立初创公司，首期目标是完成基于现有半导体产线改造的芯片验证。
反方 / 局限
- — 文章主要聚焦于技术突破的原理和前景，未提及该技术量产的具体工艺挑战、成本问题，以及与现有成熟存储技术（如3D NAND、新型存储如MRAM）在性能与成本上的详细对比或竞争关系。
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