北大团队成功研制“纳米栅超低功耗铁电晶体管”，已形成完全自主知识产权结构和工艺技术体系

2 月 16 日消息，据北京大学官方账号昨日分享，该校在非易失性存储器领域取得突破性进展，电子学院邱晨光-彭练矛团队首次提出“纳米栅超低功耗铁电晶体管”，真正实现了超低功耗下的数据高效存储，相关成果日前发表于《科学 · 进展》。

据介绍，铁电晶体管利用铁电材料的极化翻转实现数据存储，是后摩尔芯片技术中极具潜力的半导体存储器，受到学术界和业界广泛关注，是破解“存储墙”和实现人工智能底层架构革新的关键新技术。

团队通过设计铁电存储的器件结构，引入纳米栅极电场汇聚增强效应，研制出可在 0.6V 超低电压下工作的铁电晶体管，能耗降低至 0.45 fJ/μm。团队还将物理栅长缩减到 1 纳米极限，为国际上迄今尺寸最小、功耗最低的铁电晶体管，为构建高性能亚 1 纳米节点芯片和高算力 AI 芯片架构提供了更具潜力的新物理机制存储器件。

北京大学表示，纳米栅极电场增强效应对优化铁电晶体管的设计具有普适性指导意义，可扩展至广泛铁电材料体系。未来通过原子层沉积等标准 CMOS 工艺，有望研发出业界兼容的超低功耗铁电存储芯片。

目前，基于这项新机理已率先申请兼容业界 NAND 结构和嵌入式 SOC 架构的关联专利集合，形成具有完全自主知识产权的“纳米栅超低功耗铁电晶体管”结构和工艺技术体系 (中国专利：202511671105.4 / 202511672017.6 / 202511674034.3)，将助力我国在新型存储领域打破国外技术壁垒。

附论文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aea5020