各學院（研究院）及相關教師：

日前，國家自然科學基金委員會發布了“關于發布后摩爾時代新器件基礎研究重大研究計劃2023年度項目指南的通告”（具體見附件）。

本重大研究計劃面向芯片自主發展的國家重大戰略需求，以芯片的基礎問題為核心，旨在發展后摩爾時代新器件和計算架構，突破芯片算力瓶頸，促進我國芯片研究水平的提升，支撐我國在芯片領域的科技創新。

一、核心科學問題

針對后摩爾時代芯片技術的算力瓶頸，圍繞以下三個核心科學問題展開研究：

（一）CMOS器件能耗邊界及突破機理。

需要重點解決以下關鍵問題：探尋CMOS器件進行單次信息處理的能耗邊界，研究突破該邊界的新機理，實現超低能耗下數據的計算、存儲和傳輸。

（二）突破硅基速度極限的器件機制。

需要重點解決以下關鍵問題：在探索同時具備載流子長自由程和高態密度的新材料體系基礎上，研究近似彈道輸運的器件機理，實現突破硅基載流子速度極限的高性能器件。

（三）超越經典馮?諾依曼架構能效的機制。

需要重點解決以下關鍵問題：探尋計算與存儲融合的機制與方法，并結合新型信息編碼范式，實現新型計算架構，突破馮?諾依曼架構的能效瓶頸。

二、2023年度資助的研究方向

（一）培育項目。

圍繞上述科學問題，以總體科學目標為牽引，2023年度擬資助探索性強、選題新穎、前期研究基礎較好的申請項目，研究方向如下：

1.超低功耗器件的理論、材料與集成技術。

針對1fJ以下的開關能耗目標，研究超越CMOS的新原理邏輯、存儲、感知器件及其核心材料與集成技術；研究極端物理條件下的極低功耗信息處理與存儲機制及模型。

2.高速高性能器件的理論、材料與集成技術。

探究彈道輸運機制，尋求超越傳統硅基溝道自由程和態密度的半導體材料，研究并實現高彈道輸運系數的新型場效應器件；探索有限能耗下的信息高速處理、存取與傳輸新機制及其器件技術。

3.高能效計算與存儲架構。

探尋突破馮?諾伊曼能效瓶頸的新型計算架構和存儲架構，研究面向存內計算新架構的設計方法學。

（二）重點支持項目。

圍繞核心科學問題，以總體科學目標為牽引，2023年擬資助前期研究成果積累較好、處于當前研究熱點前沿、對總體科學目標有較大貢獻的申請項目，研究方向如下：

1.原子級溝道P型晶體管。

研制高性能低功耗原子級溝道P型晶體管，溝道厚度小于1.5nm，遷移率大于100cm2/V?s，Vds = 1V時開態電流大于600μA/μm、關態電流小于100pA/μm。

2.硅基新型神經突觸器件。

研制硅基新型神經突觸器件，探索器件在電和近紅外光刺激下多電導態產生的光電協同機理，闡明影響器件及其陣列波動性、重復性的物理機制和突觸行為機理，并建立相關模型。實現陣列規模不小于4kbit，單次操作能耗低于1fJ、操作速度達到納秒量級、權重精度達到3bit以上，并實現基于神經突觸陣列的神經形態視覺。

3.多元編碼融合的張量處理架構。

研究隨機數、定點數、浮點數等兩種或多種新型編碼共融的編碼機制，以及數字域、時間域、頻率域多域融合的計算范式，數據精度可配置、數模計算異步協同的新型架構，探索編碼可重構、硬件可復用的電路設計技術，研制高精度的張量處理器芯片，8bit等效精度下的計算密度大于5TOPS/mm2、能效大于50TOPS/W。

4.異構融合的高能效存內搜索架構。

研究非易失關聯存儲器及其集成技術、異構融合存內搜索架構以及混合精度能效提升技術，單比特搜索能耗低于1fJ，在多模態信息檢索任務驗證中實現與軟件相當的搜索準確率，8bit等效精度下的能效大于50TOPS/W。

三、項目遴選的基本原則

（一）緊密圍繞核心科學問題，鼓勵有價值的前沿探索和創新研究。

（二）優先資助能解決芯片中的實際難題、具有應用前景的研究項目。

（三）鼓勵多學科交叉研究。

（四）重點資助具有良好研究基礎和前期積累、對總體科學目標有直接貢獻的研究項目。

四、2023年度資助計劃

2023年度擬資助培育項目8項，資助直接費用約為80萬元/項，資助期限為3年，培育項目申請書中研究期限應填寫“2024年1月1日—2026年12月31日”；擬資助重點支持項目4項，資助直接費用約為300萬元/項，資助期限為4年，重點支持項目申請書中研究期限應填寫“2024年1月1日—2027年12月31日”。

五、申請要求及注意事項

（一）申請條件。

本重大研究計劃項目申請人應當具備以下條件：

1.具有承擔基礎研究課題的經歷；

2.具有高級專業技術職務（職稱）。

在站博士后研究人員、正在攻讀研究生學位以及無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人進行申請。

（二）限項申請規定。

執行《2023年度國家自然科學基金項目指南》“申請規定”中限項申請規定的相關要求。

（三）申請注意事項。

申請人和依托單位應當認真閱讀并執行本項目指南、《2023年度國家自然科學基金項目指南》和《關于2023年度國家自然科學基金項目申請與結題等有關事項的通告》中相關要求。

本重大研究計劃項目實行無紙化申請。申請書提交時間為2023年3月15日－3月20日16時。請有意申報的學院和教師盡快與科學技術處聯系，務必按照通知要求準備材料并在3月16日前完成系統填報。

若有不明事宜，請與科學技術處聯系；科學技術處聯系人：王祎，電話：89733253。

科學技術處

2023年2月14日