近年来，移动终端、物联网传感器与可穿戴设备快速普及，电池体积与散热条件却难以同步扩张，低功耗成为芯片与系统设计的核心约束。
与此同时，大模型应用、边缘计算等需求增长，使得数据在存储与计算单元之间高频搬运，进一步推高能耗并限制性能提升。
业内普遍认为，突破“高能效计算”瓶颈，关键在于减少数据搬运成本并提升存储/计算耦合能力。
一、问题：数据搬运带来能耗与效率双重压力 传统计算架构中，计算与存储长期分离。
处理器需要不断从存储器取数、写回结果，这一过程不仅占用时间，也消耗大量电能，在便携式设备与边缘端场景尤为突出。
随着应用对实时性与算力密度要求提高，单纯依靠缩小工艺、提升频率的路径边际效应下降，如何在器件层面降低能耗、在架构层面减少搬运成为重要方向。
二、原因：铁电器件具备“断电记忆”，但电压门槛制约应用 铁电晶体管因可同时承担存储与计算相关功能、并具备断电保持信息的特性，被视为实现“存算一体”的潜力器件之一。
其核心机理在于铁电材料极化状态可被电场调控并稳定保持，从而形成可写可读的存储行为。
然而长期以来，铁电晶体管在实际运行中往往需要较高操作电压与功耗，难以与低电压的外部逻辑电路高效匹配，还可能引入额外的电压转换与能耗开销，影响系统级集成与规模化部署。
电压过高问题由此成为铁电存储与相关计算器件走向工程应用的主要障碍之一。
三、影响：低电压铁电晶体管有望重塑终端续航与边缘计算形态 此次北京大学团队研制的“纳米栅超低功耗铁电晶体管”，通过将晶体管关键栅极长度缩小至1纳米，在原子级尺度构建高效电场调控结构，使器件在约0.6伏的较低电压下即可完成数据存储与读取。
研究团队介绍，该设计利用超短栅带来的电场高度聚集效应，显著提升对铁电极化状态的驱动效率，从而在更低能耗条件下实现稳定开关与信息保持。
相关结果显示，该器件的电压效率达到125%，实现对传统认知边界的突破，并在铁电晶体管功耗指标上达到国际领先水平。
从应用端看，超低功耗、可断电保持的“记忆开关”一旦实现可制造、可量产的集成，有望在多个方向带来连锁反应：一是智能手机、平板等终端待机功耗进一步下降，续航提升更具空间；二是远距离部署、难以频繁更换电池的物联网传感节点，可望延长工作周期，降低运维成本；三是可穿戴与医疗监测设备对低发热、长时间稳定运行的需求强烈，低功耗器件有助于提升佩戴舒适性与数据连续性；四是在边缘侧进行一定程度的本地计算与存储融合，可降低对云端传输依赖，节省通信与系统能耗。
四、对策：从实验室突破走向产业化仍需协同攻关 业内人士指出，器件层面的关键进展为后续工程化奠定了基础，但从论文指标到产业落地仍需跨越多道关口：其一，1纳米尺度结构对制造工艺、良率与一致性提出更高要求，需与先进工艺能力和工艺窗口优化协同推进；其二，器件在长期循环写入、温度波动与复杂工作负载下的可靠性、耐久性与误码特性，需要系统评估与加固；其三，面向大规模集成时的阵列设计、外围电路匹配、与现有工艺平台的兼容性，决定了其进入实际芯片的路径与成本；其四，针对“存算一体”类应用，还需在电路、架构与软件层面协同设计，才能把器件优势转化为系统级能效提升。
五、前景：面向高能效计算的新器件路线加速形成 当前，全球半导体竞争聚焦先进制程与新型器件并行推进。
低功耗存储与计算融合，是支撑边缘智能、实时感知与端侧推理的重要方向。
此次1纳米栅铁电晶体管的进展，展示了通过极限尺度结构设计提升电场调控效率、降低操作电压的可行路径，为后续研发提供了新的技术坐标。
未来若在可制造性、可靠性与系统集成方面取得连续突破，有望催生面向低功耗计算的新型存储器件与计算单元，进一步推动终端设备向“更长续航、更低发热、更强本地处理能力”演进。
当全球半导体产业在3纳米制程陷入技术红海时，中国科学家另辟蹊径，以基础研究的原始创新打开新的可能性。
这项突破不仅标志着我国在新型半导体器件领域已实现从跟跑到领跑的跨越，更启示业界：突破芯片技术瓶颈，既需工艺精进的"渐近线"，更要敢于重构物理认知的"突破点"。
在信息化与低碳化并行的新时代，这样的基础性创新或将重塑全球科技竞争格局。