中国科学家研制出一种功耗极低的微型铁电晶体管,有望在半导体技术领域取得重大突破。TV BRICS合作伙伴 新华社报道了这一消息。
在现代半导体行业,为了提高逻辑芯片的能效,其工作电压已降至0.7伏。然而,向NAND闪存等非易失性存储器写入数据仍然需要至少5伏的电压。
这种差异使得必须使用复杂的电路来调节电压,以确保逻辑单元和存储器之间的通信。在标准的AI芯片中,60%至90%的能量消耗在数据传输上,而不是计算本身。这极大地限制了AI计算能力和能效的发展。
由北京大学高级研究员邱晨光和院士彭练矛领导的科学家团队,成功研制出具有铁电效应的纳米晶体管,其工作电压仅为0.6伏。他们还成功地将栅极的物理尺寸缩小至1纳米。
这种采用铁电栅极的纳米晶体管能够确保逻辑晶体管和铁电存储器件之间电压的一致性,从而显著提升存储器管理效率。这是存储器技术发展中的关键一步。
邱晨光表示,他们的研究成果解决了存储器和逻辑元件之间电压不兼容的问题。得益于这项创新,数据可以在相同的低电压下在存储器和计算单元之间无缝传输。这实现了零势垒开关和超低功耗,从而确保了高速通信。据邱晨光介绍,这项技术具有普适性,适用于基础铁电材料。它可以通过标准方法进行工业化生产,这证明了其高度的工业兼容性。
预计这项技术未来将用于大规模模型推理、边缘计算、可穿戴设备和物联网 (IoT) 终端。
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