近日，復(fù)旦大學(xué)微電子學(xué)院教授周鵬、張衛(wèi)、曾曉洋團(tuán)隊(duì)及計(jì)算機(jī)學(xué)院姜育剛教授合作完成的研究成果《小尺寸晶體管架構(gòu)在可光控邏輯和原位存儲(chǔ)器中的應(yīng)用》在線發(fā)表于《自然·納米技術(shù)》。該團(tuán)隊(duì)發(fā)明了讓單晶體管“一個(gè)人干兩個(gè)人的活”的邏輯結(jié)構(gòu)全新原理，在新結(jié)構(gòu)下，不僅晶體管面積縮小50%，存儲(chǔ)計(jì)算的同步性也進(jìn)一步提升。若成功產(chǎn)業(yè)化，對(duì)芯片基礎(chǔ)器件的開發(fā)提升具有重要意義，將有可能延展摩爾定律。

在馮諾依曼架構(gòu)下，計(jì)算和存儲(chǔ)是相互分離的。周鵬教授提到的“所有事項(xiàng)在一個(gè)辦公室里處理完成”，即新邏輯架構(gòu)可以通過器件級(jí)存算一體路徑破解數(shù)據(jù)傳輸阻塞瓶頸問題，突破了現(xiàn)有邏輯系統(tǒng)中馮諾依曼架構(gòu)的限制。

“我們這項(xiàng)研究工作的核心內(nèi)容是利用原子晶體硫化鉬做出新結(jié)構(gòu)晶體管。在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)發(fā)明單晶體管邏輯結(jié)構(gòu)的新原理，對(duì)原子晶體材料具有普適性。”周鵬說，研究團(tuán)隊(duì)采用與硅工藝兼容的雙柵作為邏輯輸入端，通過對(duì)創(chuàng)新引入雙導(dǎo)電通道加以獨(dú)立控制，在單晶體管上實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算的“與”和“或”。“與”和“或”是構(gòu)成計(jì)算系統(tǒng)的最基本邏輯單元。這一研究工作在邏輯門水平上縮小了50%面積，有效降低成本。“原先需要兩個(gè)獨(dú)立的晶體管才能實(shí)現(xiàn)邏輯功能，現(xiàn)在只要一個(gè)晶體管，相當(dāng)于一個(gè)人干兩個(gè)人的活。”

周鵬教授也透露了該研究的興趣源自于目前國(guó)家發(fā)展對(duì)集成電路的重大需求以及學(xué)界業(yè)界對(duì)延展摩爾定律、降低集成電路成本的嘗試。