北京大学的邱晨光研究员和彭练矛院士团队推出了一种1纳米新型晶体管，在手机和电子设备的超长待机领域带来了显著突破。这个技术不仅把电子设备的续航能力提升了50%到100%，还有可能解决物联网设备频繁换电的问题。这个新型晶体管还能减少传统芯片中计算和存储分离带来的能耗浪费，因为它把存算功能整合到一起。 这次发表在《科学・进展》杂志上的成果把CMOS芯片的底层结构进行了优化，从根本上解决了耗电问题。该新型晶体管的两大关键设计让其拥有超低功耗能力。其中之一是把栅极缩到了原子级别，只有1纳米宽，这样能让电场高度集中，仅需要0.6伏的电压就能工作，比主流芯片节省了约10%的能耗。另外，这个设计还首次突破了铁电材料的电压效率理论极限，相比国际最好水平降低了十倍开关能耗。简而言之，它使得芯片用更少的电做更多的事。 传统电池方案无法与这项技术相比，它能带来实实在在的续航提升。芯片是手机、可穿戴设备等电子设备耗电最大的部分，占整机功耗的40%到50%。但是该技术能大幅降低芯片能耗。例如，原本续航为24小时的手机现在可以达到36小时甚至48小时。物联网传感器这样低功耗设备的续航能力更是能提升至数年之久。 虽然这个技术还需要3到5年才能实现产业化应用，不过好在它可以兼容现有的标准CMOS制造工艺，不需要重新搭建生产线。尽管如此，这个技术还是面临一些挑战。铁电材料长期擦写会导致性能衰减，因此需要进一步优化材料以确保晶体管在数万次甚至数亿次使用后依然稳定存储和计算。还有1纳米栅极制造对精度要求极高，需要在晶圆级实现薄膜厚度和掺杂浓度高度均匀。系统集成适配也是一个难题，需要解决阵列级串扰、信号读取以及与其他部件匹配等问题。 这个技术不仅为消费电子产品解决了续航痛点，还能给AI大模型、云端服务器和自动驾驶等领域带来降本增效效果。它使中国在低功耗芯片领域处于全球前沿地位。相信随着后续工艺不断优化，我们很快就能告别续航焦虑，迎来电子设备超长待机新时代。