一项颠覆性的存储技术突破正在重新定义半导体产业的未来。75岁华人物理学家卢志远开发的自我修复闪存技术，将传统闪存的擦写次数从1万次大幅提升至10亿次以上，这一成就不仅为他赢得了2025年未来科学大奖，更为全球数据存储产业开启了新的技术纪元。
图丨卢志远（来源：资料图）
传统闪存技术面临的耐久性瓶颈长期困扰着整个行业。基于量子隧穿效应的存储机制虽然实现了数据的非易失性保存，但反复的"擦除-写入"循环会导致存储单元的绝缘层受损，限制了器件的使用寿命。这一物理局限性直接影响了从消费电子到企业级存储系统的可靠性和成本效益。
卢志远的团队通过深入研究发现了解决这一难题的关键路径。当存储单元中的原子因反复隧穿而偏离理想位置时，可以通过精确控制的加热过程重新排列原子结构，恢复绝缘层的完整性。这种"热修复"机制类似于金属疲劳后的退火处理，能够在不影响存储数据的前提下修复结构损伤。
技术突破的产业意义
这项技术的影响远超单纯的性能提升数字。在企业级应用中，存储设备的更换频率直接关系到总体拥有成本。传统闪存在高强度写入环境下可能数月内就需要更换，而新技术支持的设备理论上可以运行数十年而无需更换，这将从根本上改变数据中心的运营模式。
更为重要的是，卢志远团队在容量密度方面也实现了重大突破。通过工艺缩放和3D垂直堆叠技术的结合，他们已经实现在指甲盖大小的芯片上存储1000亿比特数据。这种密度的提升不仅满足了移动设备对小型化的需求，也为云计算和边缘计算提供了更强大的存储基础。
卢志远预测，在现有技术框架内，存储密度还能在当前基础上提升100倍。这一预期基于对材料特性和制造工艺的深度理解，以及对半导体物理极限的准确把握。如果这一目标得以实现，单个存储芯片将能够容纳相当于当前整个数据中心的信息量。
卢志远的技术创新不仅体现在器件层面，更重要的是他从系统整体角度思考问题的方法论。在闪存接口设计中，他选择将输出通道从8个减少到1个，这一看似降低性能的决定实际上大幅简化了系统布线，降低了整体成本和复杂度。
这种系统级思维在半导体产业中尤为珍贵。随着摩尔定律放缓，单纯的器件性能提升已无法满足系统需求的增长，需要通过架构创新和系统优化来实现整体性能的跃升。卢志远的方法为行业提供了重要的参考范式。
卢志远的技术成就还包括高密度每单元4比特存储、深度纳米级BE-SONOS器件，以及三维NOR闪存技术。这些创新共同构成了下一代非易失性存储技术的完整生态系统，为人工智能、5G通信和物联网等新兴应用提供了坚实的硬件基础。
产业前景与挑战
尽管技术突破令人振奋，但从实验室到大规模商业化仍面临诸多挑战。制造工艺的复杂性、成本控制和产能爬坡都需要时间来解决。此外，新技术与现有系统的兼容性也需要仔细考虑。
卢志远对未来保持乐观态度，他认为存算一体技术和3D堆叠将成为未来十到二十年的核心突破方向。通过让存储器直接参与计算，可以大幅降低数据传输延迟和能耗，这对于AI芯片和边缘计算尤为重要。
在全球半导体竞争日益激烈的背景下，卢志远的技术突破为中国在存储领域占据领先地位提供了重要机遇。随着国内人才储备的不断增强和研发投入的持续加大，这些基础性技术创新有望转化为产业竞争优势，推动整个生态链的协同发展。
