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彎折4萬余次性能不減

柔性AI芯片技術再獲突破

鄧暉
2026年02月03日08:14 | 來源:光明日報
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既能隨意折疊、卷曲,又不影響正常工作﹔哪怕經歷4萬次反復彎折,核心計算能力依然穩定如初,還能扛住高低溫、潮濕環境與光照老化考驗。近日,清華大學集成電路學院任天令教授團隊及合作單位成功研發並提出FLEXI——面向邊緣智能加速的柔性數字存內計算芯片。

相關研究成果日前發表於國際學術期刊《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,為柔性電子器件在移動醫療、嵌入式智能及其他邊緣計算場景中的應用奠定了基礎。

近年來,隨著智慧醫療、虛擬現實、可穿戴設備等新應用場景不斷涌現,可與人體舒適貼合的柔性電路芯片,被視作未來智能硬件的新載體。然而,受制於計算能力和能效水平,現有柔性電路多以傳感和信號採集為主,難以支撐高性能人工智能算法的本地運行。如何在柔性形態下實現高效、可靠的邊緣計算,成為制約相關應用發展的關鍵問題。

FLEXI既有柔性電路輕薄、可彎曲的獨特優勢,相較現有柔性計算芯片又具有顯著的性能和穩定性優勢,同時實現了低成本與高能效。這款造價低於1元的測試芯片,在超過4萬次彎折后仍能穩定運行,在超百億次運算中零錯誤。通過橫跨工藝、電路與算法多個層級的協同優化,芯片在2.5~5.5V電壓波動、-40℃至80℃的溫度變化、90%的相對濕度乃至紫外線環境下都保持了穩定。應用驗証方面,FLEXI可用於心律失常監測和活動狀態分類,分別實現了99.2%和97.4%的准確率,展示了其在低功耗條件下開展本地智能處理的應用潛力。

任天令介紹:“未來,芯片的發展不僅是性能的繼續提升,更要關注為人服務的核心目標。FLEXI有望將前沿的高性能AI算法,落地到可穿戴設備、柔性機器人、具身智能等場景,為人們的生活和社會生產提供強大的AI與邊緣算力支持,也讓我國有望在后摩爾定律時代,取得芯片發展的先機。”

相關專家評價這一成果:“芯片制造工藝、電路設計和運行算法的全面優化,將柔性電子技術推向了新的高度﹔為面向邊緣計算的超低成本AI系統開辟了道路。未來通過新型半導體材料應用、功率門控技術優化等,有望進一步提升性能﹔若能持續優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升級與技術革新。

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(責編:邢鄭、吳昊)

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