1纳米精度！中国突破晶体管极限，助力未来AI芯片

最近，中国科学家团队研发出世界上最小、能效最高的晶体管，这一突破有望成为下一代高性能人工智能硬件的基石。

这种晶体管叫铁电场效应晶体管，简称FeFET。FeFET的工作原理有点像人脑里的神经元，把存储和处理功能都集成在一个小小的单元里。这样一来，数据传输时间就大大减少了，效率自然就上去了。

在传统的半导体芯片里，数据存储和计算是分开的，就像两个人在不同的房间里工作，要交流还得隔着墙喊话，效率肯定受影响。而北京大学电子学院邱晨光-彭练矛团队成功将铁电晶体管物理栅长缩减至1纳米极限，制备了迄今尺寸最小、功耗最低的铁电晶体管。

据《科技日报》报道，这个设计解决了FeFET长期存在的老毛病，比如能耗太高、电压不匹配这些问题，为大规模应用扫清了障碍。邱晨光教授表示：“FeFET 的内存计算能力与人工智能芯片的未来发展方向高度契合。”

当今人工智能发展飞速，全世界对计算能力的需求都在暴涨。要提升计算能力，一般有两种思路：要么把芯片做得更大更快，要么改变芯片的“思维方式”。咱们中国科学家走的是第二条路，因为这个FeFET确实很特别——兼具存储和计算能力。

不过，FeFET有个头疼的问题：数据写入和擦除需要大约1.5伏的电压，而现代逻辑电路通常都在0.7伏以下工作。这就好比一扇特别厚重的门，虽然结实，但推起来特别费劲。

邱教授的团队就利用先进的加工技术，改进了晶体管的结构，把栅极电极的尺寸缩小到了只有1纳米，实现了原子级的精度。邱教授解释说：“这样就能在铁电层内形成强电场，让FeFET能够在低至 0.6 伏的电压下以极低的外部能量工作。”

更厉害的是，这种纳米栅FeFET的能耗只有国际上报道最低能耗值的十分之一，它还支持高速存储操作，响应时间快至 1.6 纳秒。这速度，眨个眼的时间它都能完成上亿次操作了。

这项技术已经申请了专利，代表着咱们完全独立的知识产权。邱教授表示，这是国际上第一次发现FeFET器件在尺寸缩小时展现出意想不到的优势，证明了它在构建未来亚纳米节点芯片方面的巨大潜力。