僅1奈米！北大團隊晶片領域重要突破　全球最小功耗最低晶體管問世

大陸北京大學電子學院研究員邱晨光團隊成功研發出目前全球尺寸最小、功耗最低的鐵電晶體管，物理閘長縮減至1奈米極限，能耗較國際最佳水準降低一個數量級。相關研究成果已發表在《科學·進展》期刊。

綜合大陸媒體24日報導，邱晨光表示，團隊創造性地製備了這款鐵電晶體管，有望為人工智慧晶片的算力與能效提升提供核心器件支撐。他指出，當前AI算力普遍面臨「內存牆」問題，計算時數據的儲存與運算分處於不同區域，「隔牆」調用嚴重制約AI晶片性能提升。

與傳統半導體邏輯晶體管不同，鐵電晶體管同時兼具儲存和計算能力。邱晨光介紹，鐵電晶體管就像人腦的神經元一樣，將儲存和計算功能合二為一，有望徹底打破傳統計算架構中「儲存」與「計算」分離導致的效率瓶頸，業內將其視為神經形態計算方面最具潛力的新型基礎器件。

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然而，傳統鐵電晶體管存在能耗過高、邏輯電壓不匹配等短板，限制其大規模應用。為此，北京大學邱晨光研究員與彭練矛院士團隊利用奈米閘極結構設計，巧妙解決了鐵電材料「改變極化狀態」需要高電壓高能耗的問題。

邱晨光進一步解釋，團隊持續精進工藝，將鐵電晶體管的物理閘長縮減至極限1奈米，這一精度達到原子尺度，促成鐵電層內部形成高強度電場，僅需極少外部能量、0.6V電壓激發，即可輕鬆翻轉鐵電極化。他表示，奈米閘的設計就好像是對電場進行「槓桿放大」，能夠以極低的電壓代價驅動鐵電材料發生極化反轉，從而在物理機制上實現能耗的跨越式降低。

邱晨光強調，具備超低工作電壓與極低能耗特性的奈米閘鐵電晶體管，不僅能為構建高能效數據中心提供核心器件方案，也為發展下一代高算力人工智慧晶片奠定關鍵技術基礎。

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