北京大学电子学院的邱晨光给2月23日这天的科技圈扔下了个重磅消息,他所在团队弄出的纳米栅铁电晶体管,硬是把物理栅长压缩到了1纳米,这给AI芯片的能效天花板来了个大刷新。过去那种高耗能的老毛病,这次算是彻底给治好了。 你可能知道铁电材料以前挺被看好的,因为它存数据不耗电还能快换,可问题也出在这儿。高电压、费电、跟逻辑电压对不上这三大拦路虎,就像三圈紧箍咒一样,把这技术锁死了。现在的数据中心和边缘算力对省电特别敏感,以前的铁电管根本拿它们没办法。 邱晨光他们另辟蹊径,把思路放到了纳米级的栅极结构上。说白了就是在超薄的栅极上再加层铁电膜,只要外加电压没超过传统门槛,这膜的极化状态就能立马翻转。这从微米跨到纳米的一小步,让工作电压一下子掉到了国际最好水平的十分之一,能耗也就跟着降了一大截。 光省电不行还得快。邱晨光说了,这种新晶体管开关速度能提升30%以上,和数字电路一配合,静态功耗能省不少。如果把上千万个这样的晶体管都堆在芯片上,做AI推理时的耗电量有望降到40%以上,而算力还能持平甚至更强。这对高密度的数据中心和边缘AI芯片来说太重要了,电池能用得更久或者速度跑得更快。 技术路径打通还只是刚开始。现在团队正在往28纳米CMOS工艺的兼容方向努力做流片验证,打算把它嵌进3D异构架构里。邱晨光想得挺远:等到铁电管跟新型存储、光子互连一起干活的时候,“算力—能效—成本”这三角关系肯定要变样。他估计下一代的AI芯片大概能在2025年后实现大规模应用。