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各學(xué)院（研究院）及相關(guān)教師：
日前，國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)發(fā)布了“關(guān)于發(fā)布后摩爾時(shí)代新器件基礎(chǔ)研究重大研究計(jì)劃2023年度項(xiàng)目指南的通告”（具體見(jiàn)附件）。
本重大研究計(jì)劃面向芯片自主發(fā)展的國(guó)家重大戰(zhàn)略需求，以芯片的基礎(chǔ)問(wèn)題為核心，旨在發(fā)展后摩爾時(shí)代新器件和計(jì)算架構(gòu)，突破芯片算力瓶頸，促進(jìn)我國(guó)芯片研究水平的提升，支撐我國(guó)在芯片領(lǐng)域的科技創(chuàng)新。
一、核心科學(xué)問(wèn)題
針對(duì)后摩爾時(shí)代芯片技術(shù)的算力瓶頸，圍繞以下三個(gè)核心科學(xué)問(wèn)題展開研究：
（一）CMOS器件能耗邊界及突破機(jī)理。
需要重點(diǎn)解決以下關(guān)鍵問(wèn)題：探尋CMOS器件進(jìn)行單次信息處理的能耗邊界，研究突破該邊界的新機(jī)理，實(shí)現(xiàn)超低能耗下數(shù)據(jù)的計(jì)算、存儲(chǔ)和傳輸。
（二）突破硅基速度極限的器件機(jī)制。
需要重點(diǎn)解決以下關(guān)鍵問(wèn)題：在探索同時(shí)具備載流子長(zhǎng)自由程和高態(tài)密度的新材料體系基礎(chǔ)上，研究近似彈道輸運(yùn)的器件機(jī)理，實(shí)現(xiàn)突破硅基載流子速度極限的高性能器件。
（三）超越經(jīng)典馮?諾依曼架構(gòu)能效的機(jī)制。
需要重點(diǎn)解決以下關(guān)鍵問(wèn)題：探尋計(jì)算與存儲(chǔ)融合的機(jī)制與方法，并結(jié)合新型信息編碼范式，實(shí)現(xiàn)新型計(jì)算架構(gòu)，突破馮?諾依曼架構(gòu)的能效瓶頸。
二、2023年度資助的研究方向
（一）培育項(xiàng)目。
圍繞上述科學(xué)問(wèn)題，以總體科學(xué)目標(biāo)為牽引，2023年度擬資助探索性強(qiáng)、選題新穎、前期研究基礎(chǔ)較好的申請(qǐng)項(xiàng)目，研究方向如下：
1.超低功耗器件的理論、材料與集成技術(shù)。
針對(duì)1fJ以下的開關(guān)能耗目標(biāo)，研究超越CMOS的新原理邏輯、存儲(chǔ)、感知器件及其核心材料與集成技術(shù)；研究極端物理?xiàng)l件下的極低功耗信息處理與存儲(chǔ)機(jī)制及模型。
2.高速高性能器件的理論、材料與集成技術(shù)。
探究彈道輸運(yùn)機(jī)制，尋求超越傳統(tǒng)硅基溝道自由程和態(tài)密度的半導(dǎo)體材料，研究并實(shí)現(xiàn)高彈道輸運(yùn)系數(shù)的新型場(chǎng)效應(yīng)器件；探索有限能耗下的信息高速處理、存取與傳輸新機(jī)制及其器件技術(shù)。
3.高能效計(jì)算與存儲(chǔ)架構(gòu)。
探尋突破馮?諾伊曼能效瓶頸的新型計(jì)算架構(gòu)和存儲(chǔ)架構(gòu)，研究面向存內(nèi)計(jì)算新架構(gòu)的設(shè)計(jì)方法學(xué)。
（二）重點(diǎn)支持項(xiàng)目。
圍繞核心科學(xué)問(wèn)題，以總體科學(xué)目標(biāo)為牽引，2023年擬資助前期研究成果積累較好、處于當(dāng)前研究熱點(diǎn)前沿、對(duì)總體科學(xué)目標(biāo)有較大貢獻(xiàn)的申請(qǐng)項(xiàng)目，研究方向如下：
1.原子級(jí)溝道P型晶體管。
研制高性能低功耗原子級(jí)溝道P型晶體管，溝道厚度小于1.5nm，遷移率大于100cm2/V?s，Vds = 1V時(shí)開態(tài)電流大于600μA/μm、關(guān)態(tài)電流小于100pA/μm。
2.硅基新型神經(jīng)突觸器件。
研制硅基新型神經(jīng)突觸器件，探索器件在電和近紅外光刺激下多電導(dǎo)態(tài)產(chǎn)生的光電協(xié)同機(jī)理，闡明影響器件及其陣列波動(dòng)性、重復(fù)性的物理機(jī)制和突觸行為機(jī)理，并建立相關(guān)模型。實(shí)現(xiàn)陣列規(guī)模不小于4kbit，單次操作能耗低于1fJ、操作速度達(dá)到納秒量級(jí)、權(quán)重精度達(dá)到3bit以上，并實(shí)現(xiàn)基于神經(jīng)突觸陣列的神經(jīng)形態(tài)視覺(jué)。
3.多元編碼融合的張量處理架構(gòu)。
研究隨機(jī)數(shù)、定點(diǎn)數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)等兩種或多種新型編碼共融的編碼機(jī)制，以及數(shù)字域、時(shí)間域、頻率域多域融合的計(jì)算范式，數(shù)據(jù)精度可配置、數(shù)模計(jì)算異步協(xié)同的新型架構(gòu)，探索編碼可重構(gòu)、硬件可復(fù)用的電路設(shè)計(jì)技術(shù)，研制高精度的張量處理器芯片，8bit等效精度下的計(jì)算密度大于5TOPS/mm2、能效大于50TOPS/W。
4.異構(gòu)融合的高能效存內(nèi)搜索架構(gòu)。
研究非易失關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)器及其集成技術(shù)、異構(gòu)融合存內(nèi)搜索架構(gòu)以及混合精度能效提升技術(shù)，單比特搜索能耗低于1fJ，在多模態(tài)信息檢索任務(wù)驗(yàn)證中實(shí)現(xiàn)與軟件相當(dāng)?shù)乃阉鳒?zhǔn)確率，8bit等效精度下的能效大于50TOPS/W。
三、項(xiàng)目遴選的基本原則
（一）緊密圍繞核心科學(xué)問(wèn)題，鼓勵(lì)有價(jià)值的前沿探索和創(chuàng)新研究。
（二）優(yōu)先資助能解決芯片中的實(shí)際難題、具有應(yīng)用前景的研究項(xiàng)目。
（三）鼓勵(lì)多學(xué)科交叉研究。
（四）重點(diǎn)資助具有良好研究基礎(chǔ)和前期積累、對(duì)總體科學(xué)目標(biāo)有直接貢獻(xiàn)的研究項(xiàng)目。
四、2023年度資助計(jì)劃
2023年度擬資助培育項(xiàng)目8項(xiàng)，資助直接費(fèi)用約為80萬(wàn)元/項(xiàng)，資助期限為3年，培育項(xiàng)目申請(qǐng)書中研究期限應(yīng)填寫“2024年1月1日—2026年12月31日”；擬資助重點(diǎn)支持項(xiàng)目4項(xiàng)，資助直接費(fèi)用約為300萬(wàn)元/項(xiàng)，資助期限為4年，重點(diǎn)支持項(xiàng)目申請(qǐng)書中研究期限應(yīng)填寫“2024年1月1日—2027年12月31日”。
五、申請(qǐng)要求及注意事項(xiàng)
（一）申請(qǐng)條件。
本重大研究計(jì)劃項(xiàng)目申請(qǐng)人應(yīng)當(dāng)具備以下條件：
1.具有承擔(dān)基礎(chǔ)研究課題的經(jīng)歷；
2.具有高級(jí)專業(yè)技術(shù)職務(wù)（職稱）。
在站博士后研究人員、正在攻讀研究生學(xué)位以及無(wú)工作單位或者所在單位不是依托單位的人員不得作為申請(qǐng)人進(jìn)行申請(qǐng)。
（二）限項(xiàng)申請(qǐng)規(guī)定。
執(zhí)行《2023年度國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目指南》“申請(qǐng)規(guī)定”中限項(xiàng)申請(qǐng)規(guī)定的相關(guān)要求。
（三）申請(qǐng)注意事項(xiàng)。
申請(qǐng)人和依托單位應(yīng)當(dāng)認(rèn)真閱讀并執(zhí)行本項(xiàng)目指南、《2023年度國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目指南》和《關(guān)于2023年度國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目申請(qǐng)與結(jié)題等有關(guān)事項(xiàng)的通告》中相關(guān)要求。
本重大研究計(jì)劃項(xiàng)目實(shí)行無(wú)紙化申請(qǐng)。申請(qǐng)書提交時(shí)間為2023年3月15日－3月20日16時(shí)。請(qǐng)有意申報(bào)的學(xué)院和教師盡快與科學(xué)技術(shù)處聯(lián)系，務(wù)必按照通知要求準(zhǔn)備材料并在3月16日前完成系統(tǒng)填報(bào)。
若有不明事宜，請(qǐng)與科學(xué)技術(shù)處聯(lián)系；科學(xué)技術(shù)處聯(lián)系人：王祎，電話：89733253。
科學(xué)技術(shù)處
2023年2月14日