近日，國際頂級學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表了一項(xiàng)來自中國的科研突破——清華大學(xué)、北京大學(xué)與維信諾聯(lián)合研發(fā)出全球首款柔性存算一體芯片“FLEXI”。該成果以《A flexible digital compute-in-memory chip for edge intelligence》為題，標(biāo)志著我國在柔性電子與邊緣人工智能硬件領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)跨越，填補(bǔ)了高性能柔性AI計算芯片的空白。

傳統(tǒng)柔性電子器件因工藝限制，難以支持復(fù)雜芯片的互聯(lián)需求，而高性能計算芯片又普遍存在功耗高、集成度低等問題。研究團(tuán)隊(duì)通過工藝創(chuàng)新突破了這一瓶頸：FLEXI芯片采用互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）低溫多晶硅（LTPS）工藝，直接在柔性基底上制造，通過增加金屬層數(shù)優(yōu)化了芯片內(nèi)部的互聯(lián)結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計不僅保持了柔性特性，還顯著提升了信號傳輸效率。

在計算架構(gòu)方面，芯片創(chuàng)新性地將數(shù)字“存內(nèi)計算”技術(shù)應(yīng)用于柔性場景。通過將計算單元嵌入存儲模塊，數(shù)據(jù)無需在存儲器與處理器之間反復(fù)傳輸，從根本上解決了傳統(tǒng)計算架構(gòu)中的“存儲墻”問題。實(shí)測表明，這種設(shè)計使芯片運(yùn)算速度提升數(shù)倍，能效比達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平，首次讓柔性芯片具備本地實(shí)時運(yùn)行AI模型的能力。

極端環(huán)境測試數(shù)據(jù)顯示，F(xiàn)LEXI芯片展現(xiàn)出卓越的穩(wěn)定性：在經(jīng)歷超過4萬次彎折后仍能正常工作，完成超百億次運(yùn)算無差錯；在2.5-5.5V電壓波動、-40℃至80℃溫差以及90%相對濕度條件下，性能指標(biāo)保持穩(wěn)定；甚至在紫外線持續(xù)照射下，芯片功能未受影響。這些特性使其在可穿戴設(shè)備、醫(yī)療監(jiān)測等需要長期穩(wěn)定運(yùn)行的場景中具有顯著優(yōu)勢。

應(yīng)用驗(yàn)證環(huán)節(jié)，研究團(tuán)隊(duì)展示了芯片在醫(yī)療健康領(lǐng)域的潛力。基于FLEXI芯片開發(fā)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了心律失常檢測準(zhǔn)確率99.2%、人體活動分類準(zhǔn)確率97.4%的優(yōu)異表現(xiàn)。更重要的是，整個處理過程在芯片本地完成，無需依賴云端計算，大幅降低了設(shè)備功耗，為便攜式醫(yī)療設(shè)備提供了新的解決方案。

值得關(guān)注的是，該芯片完全基于維信諾自主的CMOS LTPS面板工藝制造。研究團(tuán)隊(duì)通過優(yōu)化工藝參數(shù)，成功開發(fā)出適用于存算芯片設(shè)計的特殊制造路線，證明了面板工藝在制備高性能柔性集成電路方面的可行性。這一突破不僅降低了芯片制造成本，還為柔性電子產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。