中国科学家研发出世界首个碳纳米管TPU芯片

中国科学家研发出世界首个碳纳米管TPU芯片

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https://www.sohu.com/a/795362409_639898

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https://m.leiphone.com/category/chips/0BFA0ZN9OhSIfZTh.html

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https://www.semiw.com/news/17375223456605.html

近日，由我国科学家彭练矛和张志勇领导的研究团队成功研制出了世界上首个碳纳米管张量处理器芯片（TPU）。这一突破性的成果不仅在学术界引起了广泛关注，更预示着未来计算技术的全新发展方向。

该芯片由3000个碳纳米管场效应晶体管构成，专门设计用于高效执行卷积运算和矩阵乘法。研究团队通过不断优化碳纳米管器件制造工艺和引入设计-工艺协同优化（DTCO）全流程，制备出高性能和高一致性的碳纳米管场效应晶体管。

实验数据显示，该TPU在仅295μW的低功耗下，能够支持五层卷积神经网络达到88%的MNIST图像识别准确率。通过碳基场效应晶体管建模、标准单元库K库和设计综合等标准流程，模拟结果显示，采用180纳米工艺节点的8位碳纳米管TPU有望达到850 MHz的主频和每瓦1万亿次运算的能效水平。

与传统硅基TPU相比，这款碳纳米管TPU展现出惊人的能效优势。具体来说，这款碳基TPU的能效高达每瓦一万亿次运算，而谷歌的Edge TPU使用2瓦功率只能达到每秒4万亿次运算，这意味着碳基TPU能效超过了谷歌TPU的1700倍。

尽管碳纳米管TPU展现出巨大的潜力，但仍面临一些挑战：

• 制造复杂性和成本较高
• 大规模生产中保持性能一致性是重大挑战
• 需要重新打造产业链

然而，随着技术的进步和成本的降低，碳基芯片无疑将成为未来高性能计算和AI应用的一个重要方向。硅基到碳基，这是人类科技发展的必然选择吗？虽然我们还不知道，但中国科学家的突破，可能已为我们开发下一代芯片走出了关键的一步。