2月24日消息，近日，北京大學(xué)電子學(xué)院研究員透露，其團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地制備出了迄今為止尺寸最小、功耗最低的鐵電晶體管，相關(guān)研究成果已在線發(fā)表于《科學(xué)·進(jìn)展》上，該成果有望為AI芯片算力和能效的提升提供核心器件支撐。

據(jù)介紹，當(dāng)前AI算力普遍面臨"內(nèi)存墻"問(wèn)題。在計(jì)算過(guò)程中，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與運(yùn)算處于不同區(qū)域，"隔墻"調(diào)用數(shù)據(jù)的方式嚴(yán)重制約了AI芯片性能的提升。

與傳統(tǒng)半導(dǎo)體邏輯晶體管不同，鐵電晶體管（FeFET）同時(shí)具備存儲(chǔ)和計(jì)算能力。其"存算一體"的特性更符合AI芯片的進(jìn)化方向，因此被業(yè)內(nèi)視為神經(jīng)形態(tài)計(jì)算方面最具潛力的新型基礎(chǔ)器件。

尤為值得關(guān)注的是，該團(tuán)隊(duì)通過(guò)納米柵極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，巧妙攻克了鐵電材料"改變極化狀態(tài)"時(shí)需要高電壓、高能耗這一難題。

具體而言，他們將鐵電晶體管的物理柵長(zhǎng)縮減到了極限的1納米，這一精度達(dá)到了原子尺度。如此一來(lái)，鐵電層內(nèi)部能夠形成高強(qiáng)度電場(chǎng)，僅需極少外部能量（0.6V電壓）的激發(fā)，就能輕松實(shí)現(xiàn)鐵電極化的翻轉(zhuǎn)。

這一技術(shù)突破打破了傳統(tǒng)鐵電晶體管面臨的物理限制，讓能耗相較于國(guó)際最好水平降低了一個(gè)數(shù)量級(jí)。

據(jù)了解，這種具有超低工作電壓和極低能耗特性的納米柵鐵電晶體管，不僅能為構(gòu)建高能效數(shù)據(jù)中心提供核心器件方案，也為發(fā)展下一代高算力人工智能芯片奠定了關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)。