【导读】三星电子先进技术研究院(SAIT)携手半导体研究所的34位研究人员,在著名学术期刊《自然》上发表了题为"用于低功耗NAND闪存的铁电晶体管"的突破性论文。这项基础性研究首次在全球范围内发现了一种核心机制,利用铁电材料可将现有NAND闪存的功耗降低高达96%,为解决AI时代的电力危机提供了关键技术方案。
技术突破:登顶《自然》期刊的重大发现
三星电子先进技术研究院(SAIT)携手半导体研究所的34位研究人员,在著名学术期刊《自然》上发表了题为"用于低功耗NAND闪存的铁电晶体管"的突破性论文。这项基础性研究首次在全球范围内发现了一种核心机制,利用铁电材料可将现有NAND闪存的功耗降低高达96%,为解决AI时代的电力危机提供了关键技术方案。
技术原理:铁电材料与氧化物半导体的完美结合
突破传统限制的创新方案
传统NAND闪存通过向存储单元注入电子来保存数据,随着堆叠层数增加以提升容量,所需的操作电压相应升高,导致读写功耗大幅增加。三星研究团队另辟蹊径,利用铁电材料的自发极化特性存储信息,从根本上避免了电子注入过程。
关键机制的重大发现
研究人员在氧化物半导体的固有特性中找到了解决方案。虽然氧化物半导体存在阈值电压控制难题,但其极低的漏电流特性与铁电材料的极化控制效应相结合,形成了可显著降低单元串运行电压的核心机制。这一创新发现成功突破了NAND闪存长期面临的结构限制。
性能验证:高容量与低功耗的完美平衡
经过严格验证,新技术在保持每个单元5比特(当前最高水平)的高容量前提下,实现了功耗降低96% 的惊人效果。这一突破标志着三星通过材料开发和结构创新,成功解决了存储容量增加与功耗控制之间的传统矛盾。
应用前景:从AI数据中心到移动设备的全面革新
能效提升的倍增效应
该技术商业化后,将为各个领域的能效提升带来革命性变化:
●大型AI数据中心:显著降低运营成本,缓解电力压力
●移动设备:延长电池续航时间,提升用户体验
●边缘AI系统:为分布式计算提供更高效的存储方案
市场竞争力与未来展望
三星通过此次技术突破,展示了开发革命性低功耗、高容量固态硬盘(SSD)的技术方向,进一步巩固了其在存储领域的竞争优势。据市场研究公司Omdia预测,全球NAND闪存市场收入将从2024年的656亿美元增长到2029年的937亿美元,期间比特出货量预计以年均17.7% 的速度增长,三星的此项技术创新恰逢其时,有望在未来的市场竞争中占据领先地位。
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