我国科学家开发出无疲劳铁电材料，可实现存储芯片无限次擦写
传统存储芯片的铁电材料因其读写次数的限制和随时间推移的稳定性降低，成为了限制数据存储技术发展的瓶颈。然而，该难题近日取得了重大突破。据报道，电子科技大学光电科学与工程学院刘富才教授的研究团队，联合复旦大学以及中国科学院宁波材料技术与工程研究所，成功开发出一种无疲劳铁电材料，可实现存储芯片无限次擦写。目前，该成果已在国际知名学术期刊《Science》上发表。
刘富才教授及其团队在研究中发现，新型的滑移铁电体具有天然的耐疲劳特性。这一特性源于滑移铁电机制与传统铁电材料中离子位移机制的显著差异。通过深入研究，他们成功开发出一种基于二维滑移铁电机制的新型二维层状滑移铁电材料——3R-MoS2。
这种新型材料制备的存储芯片具有突破性的潜力，有望彻底打破传统存储芯片读写次数的限制，实现无限次读写。这对于数据存储技术的长远发展具有重要意义，将为大数据、云计算等领域提供更为稳定、高效的数据存储解决方案。
研究团队的创新之处在于，他们利用“层间滑移”替代了传统铁电材料的“离子移动”。通过AI辅助的跨尺度原子模拟分析，他们深入揭示了二维滑移铁电材料抗疲劳的微观物理机制。
（图片来源：摄图网）
技术价值观察
存储芯片，是以半导体电路作为存储媒介的存储器，用于保存二进制数据的记忆设备。存储芯片是半导体产业的重要分支，约占全球半导体市场的四分之一至三分之一。存储芯片行业上游主要为硅片、光刻胶、CMP抛光液等原材料以及光刻机、PVD、CVD、刻蚀设备、清洗设备和检测与测试设备等设备;中游为存储芯片制造及封装，常见的存储芯片包括DRAM、NAND闪存芯片和NOR闪存芯片等;下游为消费电子、信息通信、高新科技技术和汽车电子等应用领域。
电子科技大学光电科学与工程学院刘富才教授的研究团队，联合复旦大学以及中国科学院宁波材料技术与工程研究所，成功开发出一种无疲劳铁电材料，让存储芯片实现无限次擦写，该技术属于存储芯片产业链的上游环节。
宏观市场观察
存储芯片特点及应用范围
存储芯片技术主要集中于企业级存储系统的应用，为访问性能、存储协议、管理平台、存储介质，以及多种应用提供高质量的支持。随着数据的快速增长，数据对业务重要性的日益提升，数据存储市场快速演变。从DAS、NAS、SAN到虚拟数据中心、云计算，给传统的存储设计能力提出极大挑战。存储芯片能够快速实现把各项存储功能都整合到一个单一芯片上，保证优化后系统的高性能。
全球存储芯片行业细分市场分析——DRAM
DRAM发展概述
DRAM的技术发展路径是以微缩制程来提高存储密度。制程工艺进入20nm之后，制造难度大幅提升，内存芯片厂商对工艺的定义从具体的线宽转变为在具体制程范围内提升二或三代技术来提高存储密度。譬如，1X/1Y/1Z是指10nm级别第一代、第二代、第三代技术，未来还有1α/1β/1γ。
目前市场上DRAM的应用较为广泛的制程是2Xnm和1Xnm，三星、美光、海力士等巨头厂商均已开发出1Znm制程的DRAM。国产DRAM厂商合肥长鑫现已量产的DRAM为19nm制程，预计2021年可投产17nmDRAM，技术与国际先进的厂商还有较大的差距。
DRAM前景预测
根据Yole数据，2022年全球DRAM实现销售额797亿美元;2016-2022年市场年均复合增长率为11.8%。据此，前瞻保守估计未来5年DRAM市场规模将以12%左右的增长率增长，到2028年市场规模将达到1438亿美元左右。
全球存储芯片行业细分市场分析——NAND FLASH
NAND FLASH市场规模
2021年全球NAND闪存芯片销售额达669亿美元，同比增长18.20%。伴随着消费电子需求冷却，2022年销售额达到587亿美元，同比下降12.26%。
NAND FLASH市场趋势：3D化
3D化是当前NAND闪存引领发展的主要趋势，各NAND闪存大厂都在3D堆叠上加大研发力度，尽可能提升闪存的存储密度。
