仅1纳米、功耗最低！中国科研团队取得下一代芯片关键进展

刘绪刚

快科技2月24日消息，近日，北京大学电子学院研究员透露，其团队创造性地制备出了迄今为止尺寸最小、功耗最低的铁电晶体管，相关研究成果已在线发表于《科学·进展》上，该成果有望为AI芯片算力和能效的提升提供核心器件支撑。
据介绍，当前AI算力普遍面临“内存墙”问题。在计算过程中，数据的存储与运算处于不同区域，“隔墙”调用数据的方式严重制约了AI芯片性能的提升。
与传统半导体逻辑晶体管不同，铁电晶体管（FeFET）同时具备存储和计算能力。其“存算一体”的特性更符合AI芯片的进化方向，因此被业内视为神经形态计算方面最具潜力的新型基础器件。
尤为值得关注的是，该团队通过纳米栅极结构设计，巧妙攻克了铁电材料“改变极化状态”时需要高电压、高能耗这一难题。
具体而言，他们将铁电晶体管的物理栅长缩减到了极限的1纳米，这一精度达到了原子尺度。如此一来，铁电层内部能够形成高强度电场，仅需极少外部能量（0.6V电压）的激发，就能轻松实现铁电极化的翻转。
这一技术突破打破了传统铁电晶体管面临的物理限制，让能耗相较于国际最好水平降低了一个数量级。
据了解，这种具有超低工作电压和极低能耗特性的纳米栅铁电晶体管，不仅能为构建高能效数据中心提供核心器件方案，也为发展下一代高算力人工智能芯片奠定了关键技术基础。

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