“复旦芯片登上《自然》，是不是意味着咱们的芯片被‘卡脖子’难题彻底解决了？”

“‘十四五’规划的目标是不是提前完成了？”

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复旦大学、长缨、二维超快闪存、全球首颗……相信很多读者和小漫一样，这两天被这些关键词刷屏了，也让不少人心中充满期待。

小漫谨慎表示：这枚芯片算不上“全面破局”。但是！小漫的口头禅“但是”要来了——它绝对是我国芯片自主化路上的“关键一跃”，像在密林中砍出了一条新路径，让我们看到了“换道超车”的希望。今天，爱较真的小漫就用大白话拆解这枚“硬核芯片”的神奇之处。

封装后的二维-硅基混合架构闪存芯片，带PCB板。来源：科工力量微博号

这枚芯片解决了哪类“卡脖子”的问题？

要懂这枚芯片的价值，得先明白咱们的芯片被“卡脖子”是个“全家桶难题”：造芯片的EUV光刻机被卡，设计芯片的EDA软件被卡，就连芯片里的高端存储单元，长期也被三星、铠侠等国际厂商垄断。

复旦团队主攻的正是存储芯片这个关键环节。我们手机、电脑里的闪存，就像数据的“仓库”，但传统硅基闪存已经逼近物理极限——就像仓库的货架再也堆不下更多货物，存取速度还越来越慢，根本跟不上AI时代的“数据洪流”。这成了制约算力发展的新痛点。

这次复旦团队研制的“长缨（CY-01）”架构，就是将团队2025年4月发布的“破晓（PoX）”原型器件特性，与成熟硅基CMOS工艺深度融合，率先研发出全球首颗二维-硅基混合架构芯片。

这块芯片的工作原理就是给数据“仓库”换了套“超级货架”：存取速度是传统闪存的100万倍，存储密度提升3倍，功耗还降了40%，而且良率还很高，已经达到商用标准。更关键的是，它没走“跟跑”老路，而是用新技术打开了新局面。

“破晓（PoX）”的工作原理。来源：复旦大学官网

这枚“神奇芯片”是怎么造的？

1. 核心材料

薄到难以想象的导电“高手”

芯片的性能，本质看材料。传统芯片用硅，就像用普通木料盖房子；这次复旦用的“二维材料”（比如二硫化钼），相当于找到了“石墨烯级别的超级木材”。

这种材料有多薄？把一张A4纸削薄成原来厚度的百万分之一，就差不多是它的厚度——仅1-3个原子层。但它的 导电能力却超强：电子在里面跑起来的速度是硅材料的2倍多，而且不会轻易“迷路”，这就为高速存取数据打下了基础。

可难题也出现了：这么薄的材料，怎么往凹凸不平的硅基芯片上贴？就像在坑洼的泥地上铺玻璃，一贴就碎。这也是全球科学家多年没解决的“老大难”问题。

2. 关键创新

分开造再组装

复旦团队想出了个“模块化智慧”：既然贴不牢，那就干脆分开造！这就像先在工厂做好门窗、墙体，再到现场组装，比在工地直接砌墙高效多了。

他们先在平整的“专用基板”上做好二维存储单元（相当于“高速数据抽屉”），再在成熟的硅基产线上做好控制电路（相当于“仓库管理员”），最后用微米级的“超细导线”把两者连起来。这套方案被命名为“长缨（CY-01）架构”，就像一根精准的长缨，把两种材料牢牢“拴”成了一个整体。

为了让组装更稳固，团队还给二维材料加了层“缓冲垫”（梯度缓冲层技术），就像给脆弱的玻璃贴了层防爆膜。这下，“玻璃”终于能在“泥地”上站稳了。

3. 性能暴击

每秒25亿次 快到模糊

它存取数据仅需400皮秒，也就是0.0000000004秒。换算一下，每秒能完成25亿次读写操作，比传统闪存快100万倍。要是用它存电影，以前要等1分钟，现在眨眼就好。

它省电又能装：存1个比特数据仅耗0.644皮焦耳，相当于普通闪存的零头，手机用上它，续航可能直接翻倍；存储密度还提升3倍，128GB的手机存储量能轻松变512GB。

它能造还不贵：最关键的是，它能直接用现有硅基产线生产，不用重造光刻机等天价设备，大大降低了量产成本，良率还高，远超行业预期。

行文至此，小漫想说，这还不是“最终答卷”。我们的芯片产业被“卡脖子”是个系统工程：EUV 光刻机、高端EDA软件等难题仍需突破。就像一场足球赛，复旦的进球扳回了关键一分，但要赢下比赛，还需要全队协同发力。

“十四五”规划把芯片列为科技创新2030重大项目，核心目标是“突破关键核心技术，实现自主可控”。复旦的成果，正是这份规划的“阶段性高分答卷”：不用跟在别人后面去“挤独木桥”，我们能自己修全新的“高速公路”。

这枚芯片的意义，远超一枚存储器件本身——它证明了中国在半导体基础研究领域，已经从“跟跑”转向“领跑”。团队计划三五年内把芯片容量提升到兆量级，未来还能授权技术给企业量产，让“中国芯”走进千家万户。

延伸阅读：小漫的颅内小剧场

这枚芯片能让我们的生活变啥样？

这枚芯片不是实验室里的“玩具”，它的应用场景早已写在了未来生活里。

1.AI设备“秒变超算”

现在的AI大模型动不动就有千亿参数，数据存取慢一点，生成图片、回答问题就卡顿。有了这枚芯片，随身设备的AI助手能瞬间处理海量数据，以后用手机做复杂设计、实时翻译外文，反应比现在的台式机还快。

2.自动驾驶“眼疾手快”

自动驾驶需要实时处理激光雷达、摄像头的海量数据，哪怕延迟1毫秒都可能引发事故。这枚芯片的随机读取延迟仅15微秒，比现有技术快得多，能让汽车“瞬间搞懂路况”，刹车反应再快一步。

3.物联网设备“长命百岁”

家里的智能门锁、温湿度传感器，总因为耗电快频繁换电池。这枚芯片的低功耗特性，能让这些设备续航从半年延长到两年。

4.打破国际垄断

全球存储芯片市场规模达600亿美元，长期被国外厂商垄断。复旦这一技术成熟后，能直接替代部分高端闪存，让我国在存储领域拥有“定价权”和“话语权”。

参考资料：

[1]复旦大学.集成电路成果再登《自然》主刊！复旦团队研制“破晓（PoX）”皮秒闪存器件，刷新半导体电荷存储速度.2025-04-17.

[2]复旦大学.全球首颗！复旦团队研发二维-硅基混合架构闪存芯片.2025-10-08.