在人工智能與物聯網技術深度融合的當下,柔性電子領域迎來重大突破。由國內頂尖高校聯合科研團隊研發的FLEXI系列全柔性數字型存算一體芯片,近日在國際權威學術期刊《自然》發表研究成果。該芯片突破了傳統硅基芯片的物理限制,為可穿戴健康監測、柔性機器人及腦機接口等前沿領域提供了核心計算解決方案。
傳統剛性芯片因無法適應人體曲面或復雜設備表面,在生物醫療與智能穿戴領域應用受限。現有柔性處理器雖具備可彎曲特性,但普遍存在工作頻率低、能耗高、并行計算能力不足等短板。科研團隊通過材料創新與架構革新,成功攻克這些技術瓶頸,開發出兼具高柔韌性與強計算性能的新型芯片。
FLEXI芯片采用低溫多晶硅薄膜晶體管技術,厚度達到微米級,可實現任意角度彎折而不影響性能。其核心創新在于"存算一體"架構設計,通過將存儲單元與計算單元深度融合,消除數據搬運環節,使能耗降低60%以上,運算延遲縮短至傳統架構的1/5。這種架構特別適合邊緣計算場景,能顯著提升智能設備的實時處理能力。
在性能參數方面,基礎版FLEXI-1芯片集成超過萬個晶體管,芯片面積僅31.12平方毫米,相當于指甲蓋大小。在超低功耗模式下,其運行功耗低至55.94微瓦,僅為現有同類產品的1/3。經過4萬次180度彎曲測試(彎曲半徑1毫米),芯片性能保持零衰減,功耗波動控制在3.5%以內,連續運行6個月穩定性驗證通過。
該芯片支持神經網絡模型壓縮技術,可將復雜算法壓縮至千比特級容量,實現"一鍵部署"功能。在醫療應用測試中,單芯片即可完成高精度心律失常檢測,準確率達99.2%。在運動監測場景,結合四通道EDCNN模型,對坐、站、走、跑等日常動作的分類準確率高達97.4%,展現出強大的邊緣計算能力。
這項成果標志著我國在柔性電子領域達到國際領先水平。其突破性的架構設計與材料應用,不僅解決了柔性芯片的性能瓶頸,更為人工智能技術在生物醫療、智能穿戴等領域的深度融合開辟了新路徑。隨著后續研發推進,這類超柔性、低功耗芯片有望在更多新興領域引發技術變革。











