- 復旦大學研發的二維閃存技術能在室温下利用單個電子儲存數據。
- 該技術顯著降低能耗，無需依賴大型數據中心處理數據。
- 周鵬團隊的設計有效放大單個電子信號，形成大型信號。
- 這項技術有潛力徹底改變數據存儲方式，並計劃商業化。
位於上海的復旦大學科學家研發出一種二維閃存，能夠在室温下利用單個電子儲存數據。這一技術顯著降低了處理數據所需的能量，並可能使人工智能（AI）模型能夠在手機上運行。目前我們使用的最先進的隨機存取記憶體（RAM）儲存設備主要有兩個功能：一是儲存二進制數據，二是防止數據衰減為噪音。為了實現這些功能，這些晶片需要大量電子作為能量儲備。估計單個信息位的可靠儲存需要約 200,000 個電子。
因此，若能顯著降低能耗，將能夠在本地處理更多數據，無需依賴大型數據中心。
二維閃存技術的突破
這一概念已存在一段時間，雖然多次嘗試實現，但直至目前才顯示出成功的曙光。由微電子學教授周鵬領導的科學家團隊，通過設計一種採用超薄材料石墨烯的二維（2D）閃存晶片，解決了這一挑戰。該設計有效改變了「儲備池的牆壁」，使電子無法逃逸，從而放大單個電子的波紋，形成大型信號。在其研究中，團隊發現該系統中的單電子信號約為 0.5 伏特，而其他實驗系統中檢測到的則為數十毫伏特。
該晶片設計的靈感來自一個中國佛教短語，意指即便是微小的芥菜種也能容納須彌山（傳説中的山脈），所有偉大的真理會匯聚成一。周的團隊將其技術稱為「歸一」，意指「回歸於一」。
未來商業化計劃
除了展示單電子數據儲存外，「歸一」技術還幫助驗證了編程電壓量化和自限制編程，這些量子行為可用於精確讀寫第 N 個量子狀態，從而增加單個晶片上可儲存的信息量。這項技術具有顛覆性，有潛力徹底改變我們存儲和使用二進制數據的方式，因此行業內人士熱切期待其商業化，並進入主流應用。周計劃在今年內成立一家公司，力求在未來五年內將該技術推向市場。為此，該技術需首先進入大規模生產階段，隨後將能衝擊現有的數據存儲方式，並「震撼數據存儲行業」，周在接受《南華早報》時表示。
這款 2D 晶片並非周對數據存儲技術的唯一貢獻。去年四月，研究人員推出了 PoX，全球最快的非易失性存儲，隨後在六個月後又推出了原子晶片集成框架 Changying。Changying 使 PoX 能夠與基於硅的硬件集成，成為全球首款 2D 硅混合閃存晶片。這些進步無疑將幫助建立一個未來，使得 AI 模型能夠在手機上以極低的能耗運行。
項目 規格 信號電壓 0.5 伏特
新技術如何影響數據存儲行業
復旦大學的單電子數據存儲技術代表了數據存儲領域的一個重要進步。隨著對能效和處理能力的需求不斷增加，這項技術的出現可能會改變我們對數據存儲的傳統認知。尤其是在人工智能日益普及的背景下，能夠在移動設備上以低能耗運行複雜模型的能力，將為行業帶來新的機遇。周鵬團隊的努力不僅展示了技術的潛力，還為未來的商業化鋪平了道路，顯示出這項技術可能對市場的深遠影響。