中国科研团队在柔性电子领域取得重大突破,成功研制出基于国产工艺的FLEXI系列全柔性数字型存算一体芯片。该成果由清华大学、北京大学等机构联合完成,相关论文发表于国际顶级学术期刊《自然》,标志着我国在边缘高性能人工智能计算领域实现关键技术跨越。
这款采用低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS-TFT)技术的芯片,厚度仅相当于普通纸张的十分之一,却集成了多达26.5万个晶体管。研究团队通过创新性的"存算一体"架构设计,将存储单元与计算单元深度融合,在单一柔性基片上实现了SRAM存储、计算核心及外围电路的高度集成。目前该系列已推出1kb、4kb和32kb三种规格型号,满足不同场景的应用需求。
芯片性能测试显示,FLEXI系列在2.5-5.5V宽电压范围内保持稳定运行,即使经过半径1毫米的180度对折测试,在4万次弯折循环后仍能维持原有性能。特别值得关注的是,FLEXI-1型号在高性能模式下可达12.5MHz运算频率,而在超低功耗模式下仅消耗55.94μW电能,展现出卓越的能效比。
针对神经网络应用特点,研究团队开发了专用轻量级模型架构,通过片上一次性部署技术,将权重写入能耗降低90%以上。实验表明,该芯片可高效处理心电信号、语音识别、图像处理及多模态生理信号等复杂任务,即使在最小规模的FLEXI-1芯片上,模型分类准确率仍达到97.4%。
技术突破源于跨学科协同创新。研究团队首创的跨层级协同优化策略,通过制造工艺、电路设计和算法实现的深度融合,使芯片在工艺波动和机械应力条件下仍能保持零错误运行。长期稳定性测试证实,该芯片在加速老化条件下可持续稳定工作超过6个月,单芯片制造成本控制在1美元以内,良品率达到70%-92%。
与现有柔性计算芯片相比,FLEXI系列在时钟频率和能效指标上实现数量级提升,其能量-延迟积较传统同步CPU降低3-4个数量级。这种高性能、低功耗与机械可靠性的完美结合,使其在可穿戴健康监测、嵌入式智能系统等边缘计算场景展现出巨大应用潜力。研究团队已通过连续活动监测实验,验证了芯片在实时生理信号处理方面的卓越性能。











