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06-18
复旦大学研究团队近日在集成电路基础研究领域取得突破。
他们发明了一种新的逻辑结构，可以让单个晶体管“做两个人的工作”，将晶体管面积减少了50%，进一步提高了存储和计算的同步性。
如果成功产业化，将推动集成电路向更轻、更快、更小、更低功耗方向发展。
相关研究成果已在线发表于《自然·纳米技术》。
“这项研究工作的核心内容是利用原子晶体硫化钼制作新型结构晶体管。
在此基础上，团队发明了一种新型单晶体管逻辑结构，并在晶体管上实现了‘与’和‘与’逻辑运算。
单个晶体管或'。
”复旦大学微电子学院教授周鹏说。
“AND”和“OR”是构成计算系统的最基本的逻辑单元。
这项研究工作将晶体管面积缩小了50%，有效降低了成本。
以前需要两个独立的晶体管来实现逻辑功能，但现在只需要一个晶体管。
该研究还发现了可以通过层数控制的晶体管逻辑特性，并为光开关逻辑功能提供了选择。
据介绍，这种新的逻辑架构可以通过设备级存储和计算的一体化路径解决数据传输阻塞瓶颈问题，突破了冯·诺依曼架构在现有逻辑系统中的限制。
对此，周鹏打了个比方：“本来我们需要两个房间来计算和存储数据，但现在所有的数据计算和存储都在同一个房间解决。
”在冯·诺依曼架构下，计算和存储是相互分离的。
“可以这么理解，A房间是专门用来计算数据的，B房间是用来存储数据的。
数据计算出来后，必须通过一根电线，以电子方式从A房间传输到B房间。
这条电线相当于“连接两个房间的走廊。
”周鹏表示，现在数据的计算速度越来越快，但存储速度和传输速度却没有同步提升。
复旦科研团队的研究突破了冯诺依曼架构在物理架构方面的限制，只需要“一个房间”就能实现功能。
即“房间”分层工作，第一层负责计算，第二层负责存储，两个面垂直堆叠。
“就像两张纸叠在一起，在空间上叠起来，数据的计算和存储只是相对提升到位。
计算层的通道电流可以影响存储层，从而摆脱传输环节，实现存储计算一体化、就地存储。
”周鹏表示，如果单晶体管逻辑结构的研究能够持续推广并应用于规模化生产，将推动集成电路向轻、快、小、低的方向发展。
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