2026年2月，北京大学电子学院的研究员邱晨光和彭练矛院士团队，对外公布了他们最新的研究成果。团队成功制备了一种铁电晶体管，其物理栅长缩减到了1纳米，打破了全球最小尺寸的纪录。这款晶体管拥有超低的工作电压和极低的能耗，成为了AI芯片算力和能效提升的关键支撑。研究论文已经在权威期刊《科学·进展》上发表。邱晨光表示，这个成果让能耗比国际最好水平整整降低了一个数量级，达到了125%的电压效率。 传统铁电晶体管因为能耗过高、逻辑电压不匹配等问题限制了其广泛应用。这次，团队通过纳米栅极结构设计，巧妙解决了铁电材料需要高电压高能耗来改变极化状态的难题。邱晨光解释道，这个技术突破了传统铁电晶体管的物理限制。 邱晨光指出，纳米栅铁电晶体管的超低工作电压和极低能耗特性，不仅为构建高能效数据中心提供核心器件方案，还为发展下一代高算力人工智能芯片奠定了关键技术基础。这项技术还能推动智能手机、可穿戴设备和物联网传感器等终端设备向超低功耗方向演进。 在原理上，这个创新设计通过纳米栅极结构来汇聚电场能量，实现了精准聚焦。这样就显著降低了驱动铁电材料极化翻转所需的电压与能耗。这个设计对优化铁电晶体管设计具有普适性指导意义，并且未来可通过原子层沉积等标准CMOS工艺实现与现有芯片制造产业兼容。 这个突破性成果不仅让AI芯片算力大幅提升，还能破解制约AI发展的存储墙和高能耗瓶颈。它标志着我国在后摩尔定律时代的低功耗芯片与存算一体领域迈出了引领性一步。 虽然这次研究的核心目标是解决AI领域遇到的一些技术瓶颈，但它也对其他领域产生了重要影响。例如，智能手机可能实现周级待机时间，物联网设备也能在野外稳定工作数年。 总之，北京大学电子学院邱晨光与彭练矛院士团队在这次研究中取得了重要突破。他们成功把铁电晶体管的物理栅长给缩减到了1纳米极限，并且功耗也给降到了最低水平。 他们还用纳米栅极结构设计来解决传统铁电晶体管存在的高电压高能耗问题。他们还通过优化电压效率等参数实现了125%的提升。 这个成果不仅对AI芯片产业有巨大影响，还将推动智能手机、可穿戴设备和物联网传感器等终端设备向超低功耗方向发展。 因此，这次研究对于我国在后摩尔定律时代低功耗芯片与存算一体领域起到了引领作用。 转自科技日报