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　　【智慧城市網(wǎng) 科技動態(tài)】2月23日，北京大學(xué)電子學(xué)院研究員邱晨光說，團隊創(chuàng)造性地制備了迄今尺寸最小、功耗最低的鐵電晶體管，有望為AI芯片算力和能效提升提供核心器件支撐。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《科學(xué)·進展》上。
 

　　傳統(tǒng)鐵電晶體管存在能耗過高、邏輯電壓不匹配等短板限制了其大規(guī)模應(yīng)用。為此，北京大學(xué)邱晨光研究員—彭練矛院士團隊，利用納米柵極結(jié)構(gòu)設(shè)計，巧妙解決了鐵電材料“改變極化狀態(tài)”需要高電壓高能耗的問題。邱晨光表示，這一技術(shù)打破了傳統(tǒng)鐵電晶體管的物理限制，使得能耗比國際最好水平整整降低了一個數(shù)量級。邱晨光解釋，有著超低工作電壓與極低能耗特性的納米柵鐵電晶體管，不僅能為構(gòu)建高能效數(shù)據(jù)中心提供核心器件方案，也為發(fā)展下一代高算力人工智能芯片奠定關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)。
 

　　芯片產(chǎn)業(yè)是國家戰(zhàn)略科技力量的核心載體。從碳基器件到鐵電晶體管，北大等科研團隊持續(xù)在底層器件領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，標志著中國正從跟跑者向并跑者轉(zhuǎn)變。
 

　　經(jīng)過多年的深耕細作，中國芯片產(chǎn)業(yè)已構(gòu)建起完整的產(chǎn)業(yè)鏈體系，形成了長三角、珠三角、京津冀、成渝四大產(chǎn)業(yè)集群，其中長三角以過半的產(chǎn)業(yè)規(guī)模良好，成為芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心承載區(qū)。從產(chǎn)業(yè)規(guī)模來看，國產(chǎn)芯片產(chǎn)業(yè)已實現(xiàn)穩(wěn)步躍升，2025年產(chǎn)業(yè)規(guī)模突破1.8萬億元，同比增速遠超全球平均水平，本土市場規(guī)模占全球比重達41%，芯片自給率提升至28%。展現(xiàn)出強勁的發(fā)展韌性。在產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)，中國企業(yè)正逐步打破海外壟斷，實現(xiàn)多點突破：設(shè)計領(lǐng)域，海光、寒武紀、昇騰等企業(yè)在AI芯片、服務(wù)器芯片領(lǐng)域嶄露頭角，市場規(guī)模穩(wěn)步增長；制造領(lǐng)域，成熟制程成為核心優(yōu)勢，28nm及以上工藝的全球產(chǎn)能占比達33%，成本優(yōu)勢顯著，中芯國際通過技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)5nm工藝量產(chǎn)、7nm工藝穩(wěn)定產(chǎn)出，逐步縮小差距；封測領(lǐng)域，長電科技、通富微電、華天科技先進封裝占比提升至38%，成為產(chǎn)業(yè)競爭力的重要支撐；設(shè)備與材料領(lǐng)域，刻蝕、薄膜沉積、清洗等成熟制程設(shè)備的國產(chǎn)化率已達到20%-40%，上海微電子交付28nm浸沒式光刻機，南大光電突破ArF光刻膠技術(shù)，逐步破解“卡脖子”難題；存儲領(lǐng)域，長江存儲、長鑫存儲成功切入全球供應(yīng)鏈，LPDDR5X、3DNAND等產(chǎn)品實現(xiàn)量產(chǎn)，打破了海外企業(yè)在存儲芯片領(lǐng)域的壟斷格局。
 

　　與此同時，我們也清醒地認識到，中國芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍面臨諸多瓶頸與挑戰(zhàn)。在先進制程領(lǐng)域，EUV光刻機的缺失仍制約著14nm以下先進工藝的規(guī)模化發(fā)展，EDA工具、核心IP仍高度依賴進口，成為制約產(chǎn)業(yè)升級的關(guān)鍵短板；芯片人才缺口較大，產(chǎn)學(xué)研融合的深度與廣度仍需提升，基礎(chǔ)研究與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化之間的銜接還不夠順暢；在全球供應(yīng)鏈重構(gòu)的背景下，海外技術(shù)封鎖與貿(mào)易限制，進一步增加了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的不確定性。但不可否認的是，中國芯片產(chǎn)業(yè)已具備了不可替代的核心優(yōu)勢：龐大的國內(nèi)市場為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了堅實支撐，AI、車規(guī)、物聯(lián)網(wǎng)等新興場景的需求爆發(fā)，為芯片產(chǎn)業(yè)開辟了廣闊的增長空間；政策與資本的強力加持，尤其是大基金三期的投入，為產(chǎn)業(yè)研發(fā)與產(chǎn)能擴張?zhí)峁┝擞辛ΡＵ希欢员贝髨F隊1納米鐵電晶體管為代表的基礎(chǔ)研究突破，更是為中國芯片產(chǎn)業(yè)在後摩爾時代實現(xiàn)換道超車提供了原創(chuàng)技術(shù)方案。
 

　　未來，隨著1納米鐵電晶體管從實驗室走向晶圓級集成，結(jié)合成熟制程產(chǎn)能、先進封裝能力與龐大市場需求，中國有望在超低功耗、高算力、存算一體芯片領(lǐng)域形成新優(yōu)勢，為數(shù)字經(jīng)濟、人工智能、智能制造提供堅實“芯”支撐。