身处当下大数据和人工智能时代，数据量的爆炸式增长让存储市场的现实难题格外突出：内存、硬盘时常紧缺，价格更是成倍上涨，算力跟不上的同时，能耗还在急剧攀升。

正因如此，超高密度、超快速度、超低功耗，成了新一代存储技术的核心需求。诺贝尔物理学奖得主Fert预言，到2030年，信息存储与处理的总能耗或将占到全球总能耗的20%。

面对这一行业挑战，清华大学材料学院宋成教授的团队正在从新型磁性材料研究领域切入寻找破局思路，发力交错磁体、手性反铁磁等方向研究，已在磁存储领域取得多项国际首创的关键突破，为解决行业痛点提供了新的探索方向与可能性。

恰逢2026中关村论坛年会开幕在即，宋成向北京商报等媒体细致拆解了团队的研究成果、技术探索价值，以及这项研究从实验室走向产业落地的初步规划、北京市自然科学基金托举研究的机制赋能。

这一扎根于北京市自然科学基金非共识创新机制的前沿探索，让人们对下一代存储技术的发展有了进一步具象的认知。

01.下一代技术

在存储市场，国内已有长江存储、长鑫存储等企业形成成熟的产业规模，当下行业虽能通过扩产等方式缓解存储短缺的现实问题，但在现有技术体系之外，业界也在同步探索下一代存储材料，寻找技术升级的新路径。

宋成向北京商报等媒体介绍称，团队所研究的磁存储技术，与现有成熟的存储技术路线并非替代关系，而是互补与进阶的关联。在他看来，长江存储、长鑫存储的技术路线主攻内存、缓存等领域，已然形成了可观的产量与产值规模，而团队的研究则是面向未来的前沿探索，试图解决现有存储技术尚未突破的速度、功耗等核心问题。

之所以开展这样的前沿探索，核心原因在于传统磁存储技术长期面临着一种两难境地：铁磁材料依靠电学方式即可实现读写，操作便捷，却会因自身杂散磁场产生相互干扰，不仅存储密度受限，读写速度也存在理论上限；反铁磁材料不会产生磁场干扰，响应速度也处于较高水平，却难以通过电学方式实现高效操控。

而团队研究的交错磁体、手性反铁磁这类新型磁性材料，有望打破这种特性对立的局面，融合两者的技术优势——既无磁场干扰的困扰，又能通过电学方式实现便捷操控，适配新一代存储技术对性能的需求。

在存储速度上，宋成指出，团队研究的新型磁存储技术，在理论上可实现皮秒级（等于一万亿分之一秒）存储效率，相较当下的内存、闪存，速度有望提升两到三个数量级。这意味着，当下传输几个G的视频大约需要数分钟；未来若该技术能落地，几十G的高清视频、大容量文件，有望实现秒级存储。

此外，该技术还延续了磁存储抗辐照、稳定性较好的特性，在航天这类极端应用环境中，或能弥补传统半导体存储受辐照后稳定性下降的短板。

不过宋成也坦言，这一技术效果的实现并非单靠材料层面的突破就能完成，就像心脏运转效率再高也需要其他器官协同配合，高水平器件的研制和相关外部电路等配套技术，也需要众多研发团队共同努力。

02.解锁新型磁体的“操控密码”

从2022年团队首次验证交错磁体的关键效应，到相关成果推动交错磁体入选《科学》期刊2024年度十大科学突破，再到接连在《自然》期刊发表重要成果，宋成团队这几年的核心工作，就是找到新型磁体的“操控密码”，实现了两项国际首创的关键突破。

宋成向北京商报等媒体介绍，团队第一个突破，是找到了交错磁体核心的“指纹特征”——晶体对称性。这是国际上第一次明确，这个特征是调控交错磁体的关键，基于这个发现，团队研发出了能在室温下稳定使用的交错磁体材料锑化铬，还实现了交错磁体的全电学读写，简单说就是未来的存储器件，不用磁场，靠电就能独立工作。这项研究也让交错磁体成为一个独立的新型磁性门类，补上了关键的实验证据。

第二个突破，则是打破了日本等国家在手性反铁磁研究领域的长期垄断。此前，国际上想操控手性反铁磁，都得外加磁场才能实现，可新一代存储要做的小巧、高密度，磁场源根本没法微型化，这成了最大的技术卡点。

团队直面这个难题，借助清华大学微纳加工中心的真空互联系统，换了全新的设计思路，最终在完全不加磁场的条件下，实现了手性反铁磁的100%翻转，操控效率也大幅提升，破解了它的“效率密码”，为其他类似材料研究提供了参考。

值得一提的是，支撑团队做实验的真空互联系统，是在北京市高精尖项目支持下耗时近六年搭建的，也是团队能实现技术突破的硬核硬件基础——能在短短数年间拿下多项国际领先突破，宋成团队的研究并非孤军奋战，背后既有北京市自然科学基金非共识创新机制的托举，也有人工智能技术的高速发展为研发赋能提速。

03.北京助力“非共识科创”走向落地

作为北京市自然科学基金非共识创新项目的支持对象，宋成深有体会，这类高风险、高创新的前沿研究，最需要的就是“敢试错”的环境。

宋成向北京商报等媒体表示，非共识创新机制打破了传统科研评审的条条框框，不用再纠结论文、职称这些，只看研究的原创性和潜力，还能获得稳定的资金支持，让团队能甩开顾虑，安心做前沿探索，这是研究能顺利推进的关键。

宋成团队探索的稳步推进，是北京市自然科学基金为非共识科创研究打造全方位支撑的一个缩影。除了必备的资金支持，北京市自然科学基金还出台了一套贴合前沿研究规律的支撑体系：不仅有“不问出处、不唯过往”的评审导向，让小众的前沿研究能被看见，还有“宽容失败、择优滚动”的支持模式，给了科研人员1—3年的灵活研究周期，即便研究路径调整，只要有创新潜力，就能持续获得关注；而专家实名推荐的机制，也从专业层面为非共识项目把关，让有价值的探索能精准获得支持。

机制层面托举之外，北京还为基础研究配齐了硬件家底，包括前述北京市高精尖项目历时近6年搭建的、团队开展实验依托的真空互联系统在内，以清华为代表的顶级高校、怀柔科学城等重大科技基础设施的开放共享，让更多科研团队能用上顶尖的研究平台。

“十四五”期间，北京地区科研团队获得国家自然科学基金资助项目经费占比20%左右。作为国家级平台的重要承载地，怀柔综合性国家科学中心29个科技设施平台进入科研状态，17个科技设施面向全球开放共享，累计共享机时超177万小时，为全球科研工作者提供良好基础研究条件。

同时，北京持续布局基础研究人才培养，为前沿领域储备了充足的科研力量。2025年，北京每百万人中活跃科研人员数量达到5.2万人，首次超越波士顿跃居全球第一；高被引科学家400人次，较2020年接近翻番。

可以说，北京为非共识科创研究打造的，是一套从研究探索到初步落地的基础生态：既有适配高风险前沿研究的机制，也有顶尖的科研平台和人才支撑，还有持续优化的政策配套，让像磁存储这样的非共识研究，能从实验室的初步探索，一步步朝着落地的方向稳步推进。

北京商报记者 陶凤 王天逸