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1月28日，清華大學集成電路學院任天令教授團隊及合作者的研究成果“FLEXI柔性數字存算芯片”正式發(fā)表于國際頂級期刊《自然》，標志著我國在柔性電子與邊緣人工智能硬件領域取得重要突破，填補了高性能柔性AI計算芯片的技術空白。

《自然》同期刊發(fā)評述文章指出，該芯片通過設計架構與制造工藝的協(xié)同優(yōu)化，實現了在低成本、低功耗條件下穩(wěn)定運行神經網絡任務，能夠適配可穿戴健康監(jiān)測等極端邊緣設備應用場景，為物聯網領域智能硬件創(chuàng)新提供了新方向。

據悉，機器學習與人工智能應用通常依賴高算力、高能耗的計算平臺，而可穿戴傳感器、腦植入器等極端邊緣設備需基于柔性基底、低成本元件完成本地基礎計算。此前柔性中央處理器雖能實現通用計算，但存在速度慢、功耗高的瓶頸，無法滿足數據分類、機器學習等AI任務需求。

新研發(fā)的柔性AI芯片采用CMOS低溫多晶硅（LTPS）工藝，可直接在柔性基底上制造，兼具低功耗、低成本和高集成度優(yōu)勢。研究團隊通過工藝革新增加金屬層數，突破了傳統(tǒng)柔性電子難以支持復雜芯片互聯的瓶頸；創(chuàng)新采用數字“存內計算”架構，在存儲器內部完成數據處理，既消除了數據搬運的時間與能耗開銷，又突破了“存儲墻”性能限制，表現優(yōu)于傳統(tǒng)模擬方案。

實測數據顯示，該芯片在折疊、卷曲狀態(tài)下可穩(wěn)定工作，經4萬次反復折疊后計算能力仍保持穩(wěn)定，并具備良好的耐溫、耐濕和抗光照老化能力。其最小尺寸芯片制造成本僅0.016美元，能夠集成至可穿戴設備，利用心率、呼吸頻率、體溫等生理信號實現人體日?；顒幼R別。

專家點評指出，該技術填補了柔性電子領域AI專用計算硬件的空白。未來通過新型半導體材料應用、功率門控技術優(yōu)化等，有望進一步提升性能。若能持續(xù)優(yōu)化生產良率與芯片尺寸，將推動可穿戴健康設備、物聯網終端等領域的產業(yè)升級與技術革新。

（受訪者供圖）