全球首款！柔性存算芯片來了 超百億次運(yùn)算零錯(cuò)誤

　　上證報(bào)記者從維信諾獲悉，清華大學(xué)聯(lián)合北京大學(xué)、維信諾合作研發(fā)的全球首款柔性存算芯片F(xiàn)LEXI，近日登上國際期刊《自然》。該芯片首次在柔性平臺實(shí)現(xiàn)存內(nèi)計(jì)算架構(gòu)，面向AI與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理應(yīng)用場景，開啟柔性AI計(jì)算硬件的新時(shí)代。

　　當(dāng)前可穿戴設(shè)備、柔性機(jī)器人等應(yīng)用呼喚輕量、可彎曲、高能效的端側(cè)AI芯片，但傳統(tǒng)硅基芯片難以適配曲面形態(tài)，現(xiàn)有柔性方案（通過硬質(zhì)芯片嵌入軟質(zhì)基底實(shí)現(xiàn)一定的可撓性）又受限于集成度、靈活性與功耗等多重因素。FLEXI芯片采用存算一體架構(gòu)，兼顧超薄、柔性及超高能效，為柔性智能硬件產(chǎn)業(yè)化提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。

　　超百億次運(yùn)算零錯(cuò)誤

　　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，可直接在柔性基底上制造，兼具低功耗、低成本和高集成度優(yōu)勢。

　　“該柔性芯片采用柔性聚酰亞胺基底，柔性基底與器件原生融合為一體，解決了傳統(tǒng)硬質(zhì)芯片或軟硬結(jié)合方案的弊端。”維信諾創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)專家齊峰告訴上證報(bào)記者，相較于傳統(tǒng)硅基芯片，其輕便、成本低、適應(yīng)性強(qiáng)，尤其適用于穿戴設(shè)備、電子皮膚、具身智能機(jī)器人等場景。

　　技術(shù)層面，F(xiàn)LEXI芯片首次將時(shí)鐘頻率提升到10MHz以上的水平，大幅提升運(yùn)算速度與能效，使柔性芯片的算力首次躍升到本地、實(shí)時(shí)運(yùn)行人工智能模型的水平，特別適合端側(cè)AI硬件的應(yīng)用。

柔性芯片實(shí)物圖與三維結(jié)構(gòu)示意圖

　　實(shí)測數(shù)據(jù)顯示，F(xiàn)LEXI芯片在超過4萬次彎折后仍能穩(wěn)定運(yùn)行，在超百億次運(yùn)算中做到零錯(cuò)誤，且在2.5-5.5V電壓波動(dòng)、-40℃至80℃的溫度變化、90%的相對濕度乃至紫外線環(huán)境下都保持了穩(wěn)定狀態(tài)。應(yīng)用驗(yàn)證方面，該芯片已成功實(shí)現(xiàn)心律失常檢測（準(zhǔn)確率99.2%）與人體活動(dòng)分類（準(zhǔn)確率97.4%）等任務(wù)，展示了其在低功耗條件下開展本地智能處理的應(yīng)用潛力，讓柔性電子真正從“能感知”走向“能思考”。

　　業(yè)內(nèi)分析，該技術(shù)填補(bǔ)了柔性電子領(lǐng)域AI專用計(jì)算硬件的空白。未來通過新型半導(dǎo)體材料應(yīng)用、功率門控技術(shù)優(yōu)化等，有望進(jìn)一步提升性能。若能持續(xù)優(yōu)化生產(chǎn)良率與芯片尺寸，將推動(dòng)可穿戴健康設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)終端等領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)升級與技術(shù)革新。

　　值得一提的是，F(xiàn)LEXI芯片采用維信諾自主研發(fā)的CMOS LTPS驅(qū)動(dòng)背板工藝制造，證明了采用平板顯示工藝制備高性能柔性集成電路的可行性，為柔性電子奠定了工藝基礎(chǔ)。

　　技術(shù)與市場仍是兩大關(guān)口

　　自2022年8月起，依托維信諾4.5代柔性顯示面板中試產(chǎn)線，維信諾與清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)兩年協(xié)同攻關(guān)，打通了芯片設(shè)計(jì)、芯片制造、芯片交付、芯片測試的全鏈路工作。通過多次工藝迭代與優(yōu)化，確保芯片性能達(dá)成設(shè)計(jì)目標(biāo)，并協(xié)助清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)順利完成后續(xù)機(jī)械及環(huán)境可靠性測試，進(jìn)一步驗(yàn)證了芯片的穩(wěn)定性與適用性。

　　齊峰介紹，F(xiàn)LEXI芯片在柔性智能應(yīng)用場景的想象空間廣闊：智能醫(yī)療領(lǐng)域，柔性親膚監(jiān)測設(shè)備實(shí)時(shí)采集、分析心電、腦電、肌電等信號，助力個(gè)人健康管理；柔性機(jī)器人領(lǐng)域，柔性芯片完美貼附于關(guān)節(jié)與靈巧手表面，在動(dòng)態(tài)彎曲中仍能保持穩(wěn)定控制與決策；泛在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，低成本柔性傳感貼片大面積部署，賦予日常表面感知計(jì)算能力，開啟端側(cè)實(shí)時(shí)環(huán)境智能交互；人機(jī)交互領(lǐng)域，柔性顯示集成柔性芯片與傳感，形成“感存算顯一體化”的數(shù)字化智能交互新時(shí)代。

　　量產(chǎn)時(shí)間表如何？產(chǎn)業(yè)化落地還將面臨哪些挑戰(zhàn)？齊峰分析認(rèn)為，柔性芯片在未來兩到三年內(nèi)尚難以實(shí)現(xiàn)大批量產(chǎn)業(yè)化，主要瓶頸來自技術(shù)與市場兩端。

　　技術(shù)層面，受限于柔性工藝線寬線距，柔性芯片的性能與成熟硅基芯片仍存在代際差距，需通過提升電路密度、優(yōu)化架構(gòu)設(shè)計(jì)來縮小差距。市場方面，適用場景仍處探索階段，正如AI大模型尚未形成穩(wěn)定產(chǎn)值，柔性芯片的應(yīng)用路徑同樣需要時(shí)間培育。

　　對于后續(xù)規(guī)劃，齊峰透露，未來維信諾將繼續(xù)與學(xué)校合作，持續(xù)提升柔性芯片性能，并進(jìn)一步驗(yàn)證集成多功能模塊的柔性SoC（SystemonChip，片上系統(tǒng)）。維信諾也將在夯實(shí)自身內(nèi)功的基礎(chǔ)上，積極探索特定場景產(chǎn)業(yè)化落地的可能性。產(chǎn)業(yè)化路徑將延續(xù)實(shí)驗(yàn)室—中試—量產(chǎn)的遞進(jìn)模式，借鑒公司在Micro LED領(lǐng)域積累的孵化經(jīng)驗(yàn)，穩(wěn)步推進(jìn)落地。

（文章來源：上海證券報(bào)）

(原標(biāo)題：全球首款！柔性存算芯片來了)

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