清華大學(xué)團(tuán)隊研發(fā)柔性AI芯片，可彎折4萬次、填補領(lǐng)域空白

新京報訊(記者馮琪)2月3日記者獲悉，清華大學(xué)科研團(tuán)隊合作提出全柔性人工智能芯片，填補了柔性電子技術(shù)領(lǐng)域的空白，為人工智能應(yīng)用提供了專用、可擴(kuò)展且低功耗的硬件支撐。

清華大學(xué)指出，柔性電子器件因其超薄、輕質(zhì)、可貼合、可定制及低成本等優(yōu)勢，正在改變可穿戴醫(yī)療、植入式神經(jīng)記錄、人機(jī)交互和物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用形態(tài)。近年來，穩(wěn)定且高良率的薄膜晶體管(TFT)技術(shù)使在柔性基板上大規(guī)模集成電路制造成為可能，而傳統(tǒng)硬件架構(gòu)在能效、可靠性和機(jī)械適應(yīng)性方面面臨顯著挑戰(zhàn)。

針對上述瓶頸，清華大學(xué)集成電路學(xué)院任天令教授團(tuán)隊提出了FLEXI——面向邊緣智能加速的柔性數(shù)字存內(nèi)計算芯片。FLEXI采用低溫多晶硅CMOS工藝制造，兼具輕薄、低成本和高能效等優(yōu)勢。該系列包括三種規(guī)格，最多集成約26.5萬個晶體管。通過覆蓋制造工藝、電路結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計的跨層級協(xié)同優(yōu)化策略，F(xiàn)LEXI實現(xiàn)了穩(wěn)定、高速、并行的點積運算，在工藝波動與機(jī)械形變條件下仍保持優(yōu)異的精度、面積效率與能效表現(xiàn)。

團(tuán)隊實驗結(jié)果表明，該芯片可在半徑1mm、180°對折條件下經(jīng)受超過4萬次彎折循環(huán)而性能無明顯退化。清華大學(xué)指出，F(xiàn)LEXI在實現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)一次性部署的同時，兼具高可靠性、卓越能效、高成品率與良好可擴(kuò)展性。該芯片在高頻計算、極端機(jī)械應(yīng)力及加速老化條件下均保持穩(wěn)定、無誤差運行，并展現(xiàn)出超過6個月的長期穩(wěn)定性。相關(guān)成果為柔性電子器件在移動醫(yī)療、嵌入式智能及其他邊緣計算場景中的應(yīng)用奠定了堅實基礎(chǔ)。

據(jù)悉，1月28日，上述研究成果以“一種用于邊緣智能的柔性數(shù)字存內(nèi)計算芯片”為題，發(fā)表在國際頂級學(xué)術(shù)期刊《自然》(Nature)上。清華大學(xué)集成電路學(xué)院2021級博士生閆岸之、2021級碩士生閆澗瀾、2022級碩士生沈鵬輝，以及北京大學(xué)集成電路學(xué)院2023級博士生符一涵為論文共同第一作者，清華大學(xué)為本論文第一單位。