各學(xué)院（研究院）及相關(guān)教師：
日前，國家自然科學(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”（具體見附件）。
本重大研究計(jì)劃面向芯片自主發(fā)展的國家重大戰(zhàn)略需求，以芯片的基礎(chǔ)問題為核心，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)我國芯片研究水平的提升，支撐我國在芯片領(lǐng)域的科技創(chuàng)新。
一、核心科學(xué)問題
針對后摩爾時(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)鍵問題：在探索同時(shí)具備載流子長自由程和高態(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、對總體科學(xué)目標(biāo)有較大貢獻(xiàn)的申請項(xiàng)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(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、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。
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80萬元/項(xiàng)，資助期限為3年，培育項(xiàng)目申請書中研究期限應(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300萬元/項(xiàng)，資助期限為4年，重點(diǎn)支持項(xiàng)目申請書中研究期限應(yīng)填寫“2024年1月1日—2027年12月31日”。
五、申請要求及注意事項(xiàng)
（一）申請條件。
本重大研究計(jì)劃項(xiàng)目申請人應(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(jìn)行申請。
（二）限項(xiàng)申請規(guī)定。
執(zhí)行《2023年度國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目指南》“申請規(guī)定”中限項(xiàng)申請規(guī)定的相關(guān)要求。
（三）申請注意事項(xiàng)。
申請人和依托單位應(yīng)當(dāng)認(rèn)真閱讀并執(zhí)行本項(xiàng)目指南、《2023年度國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目指南》和《關(guān)于2023年度國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目申請與結(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)行無紙化申請。申請書提交時(shí)間為2023年3月15日－3月20日16時(shí)。請有意申報(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
