铁电晶体管的“记忆开关”

如果哪天手机能待机个把月不充电,你觉得这可能吗?这个美好愿望正在成为现实。北京大学电子学院邱晨光研究员和彭练矛院士团队刚刚干了件大事——他们给一种叫纳米栅超低功耗铁电晶体管的新东西装上了绝活。这个东西其实就像一个特别省劲儿的“记忆开关”,专门用来对付芯片耗电的老毛病。 你可能觉得奇怪,传统芯片里的CPU处理数据和存储数据是两回事儿,这就像做菜时调料都得跑回仓库拿,既费时间又费电。现在有了这个铁电晶体管,“存算一体”变成了现实。虽然以前的技术有希望解决这个问题,但那个东西操作电压太高,根本没法用。 这次团队把晶体管最关键的部件——栅极,缩小到了1纳米的宽度。一根头发丝大约有8万到10万纳米宽,这次的操作就是在这个原子级别的细线上把电场能量集中起来。这样一来,只需要0.6伏的微弱电压就能轻松拨动开关了。 效果很惊人:电压效率提升到了125%,这是第一次突破了铁电材料的理论极限。而且能耗一下子降低了一个数量级,工作电压也只有0.7伏主流芯片的一半多一点。这意味着搭载这种芯片的手机、可穿戴设备或者自动驾驶仪都能用极少的电量干大事。 对于正疯狂长个子的AI技术来说,这更是个好消息。现在那些大模型和芯片都是“电老虎”,这玩意就像个省油的“新宝贝”,把“越小越省电”的梦想变成了现实。彭练矛院士说,这种新型器件正在为突破算力和能耗的墙打开一扇新的大门。