我国科研团队突破柔性电子技术瓶颈 全球首款全柔性存算一体芯片问世

人工智能与物联网的深度融合,正推动智能设备向微型化、柔性化演进。但传统硅基刚性芯片受材料和结构限制,难以贴合人体曲面,也难以满足复杂设备的弯曲形态需求。此外,现有柔性处理器普遍存频率偏低、能耗偏高、并行计算能力不足等瓶颈,制约了可穿戴设备、柔性机器人等应用发展。为突破该难题,清华大学、北京大学等科研机构联合开展攻关。研究团队基于低温多晶硅薄膜晶体管技术,引入“存算一体”架构,将存储与计算单元紧密耦合,减少传统存储与计算分离带来的数据搬运开销。该设计有效降低了能耗与延迟,也为柔性芯片性能提升提供了新的路径。 在关键指标上,FLEXI系列芯片表现突出。最小版本FLEXI-1芯片面积31.12平方毫米,集成10628个晶体管,超低功耗模式下功耗低至55.94微瓦,明显优于同类方案。更重要的是,芯片经测试可承受超过4万次180度弯折,弯曲半径仅1毫米,性能无衰减,功耗波动小于3.5%,并在连续6个月运行中保持稳定,体现出良好的可靠性与耐久性。 在应用验证上,FLEXI芯片已展示出可用的边缘智能处理能力。容量仅1千比特的柔性芯片即可实现99.2%准确率的心律失常检测,适用于可穿戴健康监测。日常活动识别中,结合4通道EDCNN模型,芯片对坐、站、走、跑等动作的分类准确率达到97.4%,可满足运动健身与健康管理等场景需求。同时,芯片支持神经网络压缩与一键部署,深入提升了端侧部署效率。 该成果具有重要的产业价值。柔性芯片为可穿戴健康监测设备提供更贴合、更舒适的计算基础,有望加速智能医疗设备的落地。在柔性机器人领域,它可提供轻量、高效的计算能力,帮助拓展应用形态。面向脑机接口研究,柔性芯片的生物相容性与可弯曲特性,也为植入式神经接口开发提供了新的技术选择。

柔性电子要解决的,不只是“能不能弯”,更是“能否在真实场景中长期稳定、以可控成本提供可信算力”;此次全柔性存算一体芯片的进展表明,通过工艺与架构的协同优化,边缘智能可以以更贴合、更节能的形态实现。面向应用落地,标准完善、系统集成与产业协作仍是关键,它们将决定这类技术推进的速度与规模,也将为下一代可穿戴与人机交互形态打开更大的空间。