迄今尺寸最小功耗最低铁电晶体管问世
科技日报·2026-02-24 09:02
核心观点 - 北京大学团队成功制备出物理栅长仅为1纳米的铁电晶体管,其工作电压低至0.6V,能耗比国际最好水平降低了一个数量级,该技术突破有望为高算力、高能效AI芯片提供核心器件支撑 [1][2] 技术突破与器件特性 - 团队将铁电晶体管的物理栅长缩减至1纳米的原子尺度极限 [1][2] - 通过纳米栅极结构设计,实现了高强度电场,仅需0.6V的外部电压即可翻转铁电极化,解决了传统铁电晶体管高电压高能耗的问题 [1][2] - 新器件的能耗比国际最好水平整整降低了一个数量级 [2] 技术原理与优势 - 纳米栅设计起到了“杠杆放大”电场的作用,能以极低电压驱动铁电材料极化反转,从物理机制上实现了能耗的跨越式降低 [2] - 铁电晶体管具备“存算一体”能力,将存储和计算功能合二为一,类似于人脑神经元 [1] - “存算一体”特性有望彻底打破传统计算架构中“存储”与“计算”分离导致的“内存墙”效率瓶颈 [1] 行业应用与前景 - 该铁电晶体管被视为神经形态计算领域最具潜力的新型基础器件 [1] - 其超低工作电压与极低能耗特性,能为构建高能效数据中心提供核心器件方案 [2] - 该技术为发展下一代高算力人工智能芯片奠定了关键技术基础 [2]