摘要:近日,中国科研团队在顶级期刊《科学》上发表了一项突破性研究,为解决信息存储领域的长期难题提供了关键路径。这项成果并非纸上谈兵——仅邮票大小的存储器件,就能容纳约一万部高清电影的内容。其背后依托的,是我国自主创新的铁电畴壁存储技术。
近日,中国科研团队在顶级期刊《科学》上发表了一项突破性研究,为解决信息存储领域的长期难题提供了关键路径。这项成果并非纸上谈兵——仅邮票大小的存储器件,就能容纳约一万部高清电影的内容。其背后依托的,是我国自主创新的铁电畴壁存储技术。
铁电材料在科学界并不陌生,但此次中国科学院团队的发现,却彻底颠覆了学界的传统认知。以往,研究人员普遍认为铁电晶体内的电荷分界线必须是平整的,如同蛋糕上不同颜色奶油之间的交界只能为平面。然而,中国团队首次在实验中发现:这种分界线可以形成极细的条带状结构,其宽度仅为头发丝的数十万分之一,甚至需借助高精度显微镜才能观测。
更值得关注的是,这种纤细的结构展现出了非凡的稳定性。通常情况下,不同方向的电荷相遇易导致紊乱,但研究团队揭示,晶体中存在的特殊粒子能像“胶水”一样稳固条带边界,并可通过外部电场控制其开关与移动——这相当于为数据存储找到了尺寸极小的“存储单元”。每一个细条都可独立承载信息,从而大幅提升存储密度。
这项技术问世正值关键时期。当前,电子设备普遍面临存储性能与运算速度不匹配的瓶颈。尤其在人工智能、高性能计算等领域,处理器飞速发展,存储系统却进展缓慢,成为制约整体效能的关键短板。以往通过堆叠芯片提升带宽的HBM等技术,虽能部分缓解问题,却因工艺复杂、成本高昂,难以广泛应用于普通设备。
而铁电畴壁存储技术恰能应对这一痛点。初步测算显示,采用该技术的器件每平方厘米可实现约20TB的存储容量,达到传统硬盘的数百倍,且无需复杂堆叠,能耗仅为现有存储技术的约1%。在产业界仍围绕既有路径艰难推进微缩工艺时,中国团队从基础原理层面开辟了新赛道,也为突破国外技术垄断提供了自主选项。
或许有人会问:这项突破是否仍停留在实验室阶段?实际上,我国在铁电材料领域已布局多年。此前已有团队攻克关键材料的规模化制备技术,有效控制了生产成本。本次在机理层面的新发现,进一步增强了技术落地的可行性,让小巧、海量的未来存储设备距离现实更近一步。
值得强调的是,铁电存储被视为当前最具潜力的存储技术方向之一。中国在此领域的持续深耕,不仅着眼于突破容量与能效限制,更旨在将核心技术自主权牢牢掌握。未来,这项技术一旦成熟应用,不仅可使手机、电脑等消费电子设备更轻薄、存储更庞大,还可为人工智能、5G基站等高端设备提供低成本、高性能的存储方案,从而减少对国外高端存储产品的依赖。
我们或许无需急于等待即刻上市的产品,但这项成果的意义早已超越技术本身。它标志着中国科研正从跟随转向引领,在基础研究层面敢于挑战既定认知、开创新路径。电子信息产业的存储格局,或许就将从这一条比发丝更细的“铁电畴壁”开始,由中国技术重新定义。
这项突破,不仅是科学上的大步迈进,更是一次清晰的信号:在关键技术自主化的道路上,中国正扎实前行。
来源:星光视频1