10月29日下午,华南先进光电子研究院在大学城校园理五栋2楼报告厅举办了第十七届“勷勤论坛”华南先进光电子研究院分论坛之“从传统信息存储材料与器件到新一代存储器技术:铁电拓扑新原理存储材料与器件”讲座。本场讲座由华南先进光电子研究院二级教授、博士生导师、广东省珠江学者特聘教授、国家百千万人才工程专家高兴森教授主讲,2024级研究生许俊洁主持,全校各院系两百多名师生到场聆听报告。
图1高兴森教授介绍阻变存储
高兴森教授首先回顾了信息存储技术的演变历程。从古代的壁画、甲骨文到造纸和印刷技术,到近当代的打孔卡、磁存储、硬盘、软光盘和闪存,再到现代的芯片缓存(SRAM)、内存(DRAM)、固态硬盘(SSD)等,信息存储技术经历了从简单到复杂的发展过程。现代存储技术的重点在于存储读取一体的设计,其中铁电材料的物理性能尤为关键。此外,自旋电子学的发展为存储技术带来了新的可能性,如硬盘使用的磁性材料,以及晶体管MOSFET的结构和功能。
高兴森教授详细介绍了当今主流存储器,如动态随机存储器(DRAM)和闪存(Flash)等。随着摩尔定律逼近极限,传统的二维架构已经难以满足日益增长的存储需求,三维架构成为延续摩尔定律的一种方式。同时,高兴森教授指出了国产存储芯片的发展面临的一系列挑战,包括技术瓶颈和国际市场的竞争压力。在国产存储芯片的发展中,长江存储和合肥长鑫是两个重要的里程碑。然而,2020年华为被禁止采购和流片高端芯片,而国外高端设备对我国芯片生产进行卡脖子,这对国产存储芯片的发展构成了新的挑战。为解决卡脖子问题,还需在光刻、离子注入、镀膜机、光刻胶、靶材等关键技术,以及新材料与技术上发力。
图2高兴森教授讲解演变历程
高兴森教授还分析了未来信息存储技术的发展趋势。随着存储带宽与容量需求的迅猛增长,存储墙问题日益凸显,急需兼具高度、长寿、大容量、低功耗一体的创新材料技术。未来的趋势将是新旧技术的齐头并进,寻求发展。一方面传统技术通过三维叠层来提高器件密度,部分延续摩尔定律。一方面,还需要探索新兴材料技术,如铁电存储、磁内存、电阻式存储、磁电存储、类脑器件等。这些都将成为后摩尔时代推动信息存储技术发展的重要方向。 此外,还介绍了自己研究小组提出基于铁电极化拓扑畴的存储器新原理,并验证其高速、长寿、低能耗的优异存储性能,为未来高性能存储器提供一种新方案。
图3同学们认真听讲
在讲座的最后,高兴森教授引用“数风流人物,还看今朝”鼓励同学们认真学习,未来在各自的领域有所建树。
报告过后,同学们针对本次讲座的主题对高兴森教授提出了许多问题,高兴森教授都一一进行了解答,让大家对此次讲座有了更深层次的理解。
图4同学提问
图5同学提问
图6讲座现场大合影
撰稿:彭 程
初审:王 培
朱浩荣
复审:高兴森
刘佳鑫
终审:沈强旺