集成10,628個(gè)晶體管的柔性AI芯片問(wèn)世,為可彎曲智能鋪平道路

2025年1月29日,中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)在《自然》(Nature)期刊發(fā)表論文,宣布一項(xiàng)重大突破:成功研制出全球首款全柔性人工智能芯片,為可穿戴健康監(jiān)測(cè)設(shè)備、柔性機(jī)器人等應(yīng)用提供了關(guān)鍵硬件支撐。
隨著人工智能與物聯(lián)網(wǎng)(IoT)及具身智能(embodied intelligence)加速融合,市場(chǎng)對(duì)輕量、高效且可彎曲的智能計(jì)算硬件需求激增。傳統(tǒng)基于硅基的剛性芯片難以貼合人體或復(fù)雜曲面,而現(xiàn)有的柔性處理器通常受限于工作頻率低、功耗高、并行計(jì)算能力弱等問(wèn)題,難以勝任神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理等數(shù)據(jù)密集型任務(wù)。
清華大學(xué)、北京大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員利用國(guó)產(chǎn)制造工藝,成功開(kāi)發(fā)出名為 FLEXI 系列 的全柔性數(shù)字存算一體AI芯片,突破了長(zhǎng)期以來(lái)制約柔性電子在高性能邊緣AI計(jì)算中應(yīng)用的技術(shù)瓶頸。該芯片基于低溫多晶硅薄膜晶體管(LTPS-TFT)技術(shù),具備超薄、可自由彎折、超低功耗、高能效、強(qiáng)魯棒性及低成本等優(yōu)勢(shì)。
據(jù)研究團(tuán)隊(duì)介紹,該芯片采用以全數(shù)字靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)為核心的存算一體架構(gòu),將“存儲(chǔ)單元”與“計(jì)算單元”高度集成于同一結(jié)構(gòu)中,有效消除了傳統(tǒng)架構(gòu)中因數(shù)據(jù)搬運(yùn)帶來(lái)的時(shí)間延遲與能耗開(kāi)銷,顯著提升了計(jì)算效率。
其中最小版本 FLEXI-1 芯片面積僅 31.12 平方毫米,集成了 10,628 個(gè)晶體管,運(yùn)行功耗低至 55.94 微瓦(μW)。
論文作者之一、北京大學(xué)人工智能研究院助理教授嚴(yán)博楠向記者表示,該芯片可承受超過(guò)4萬(wàn)次180度反復(fù)彎折而性能無(wú)衰減,并在長(zhǎng)達(dá)六個(gè)月的長(zhǎng)期穩(wěn)定性測(cè)試中表現(xiàn)可靠。此外,芯片還支持神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)壓縮與一鍵部署,進(jìn)一步增強(qiáng)片上智能能力。盡管其存儲(chǔ)容量?jī)H為 1千比特(1 Kb),單顆柔性芯片即可實(shí)現(xiàn)心律失常檢測(cè)準(zhǔn)確率高達(dá)99.2%,有望成為下一代可穿戴醫(yī)療設(shè)備、柔性腦機(jī)接口及智能機(jī)器人系統(tǒng)的核心計(jì)算引擎。












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