AI赋能新材料：半导体行业迎来新变革
AI赋能新材料：半导体行业迎来新变革
2024年7月，北京大学电子学院彭练矛-张志勇团队在《自然·电子学》杂志上发表了一项突破性研究成果：世界首个碳纳米管张量处理器芯片。这一创新不仅展示了碳纳米管在半导体领域的巨大潜力，更体现了人工智能与新材料结合带来的革命性变化。
AI赋能半导体制造
随着摩尔定律逼近极限，半导体行业正面临着前所未有的挑战。而人工智能技术的引入，为行业带来了新的发展机遇。
在芯片设计领域，EDA（电子设计自动化）工具正变得越来越智能化。Cadence公司推出的JedAI平台，通过LLM（大语言模型）技术优化设计流程，提升了验证和调试效率。而Synopsys公司的DSO.ai则能在芯片设计的巨大求解空间里搜索优化目标，帮助设计团队以专家级水平进行操作。
在制造环节，AI技术也发挥着重要作用。例如，在光刻技术中，光学邻近校正（OPC）技术通过深度学习算法提升光刻建模的准确性。而在缺陷检测方面，应用材料公司（AMAT）推出的ExtractAI技术，能从高端光学扫描仪产生的数百万个信号中，迅速且精确地辨别影响良率的缺陷。
碳纳米管：半导体行业的未来之星
碳纳米管作为一种新型半导体材料，具有优异的电学特性和超薄结构，被认为是构建未来高效能运算芯片的理想选择。
北京大学团队研发的碳纳米管张量处理器芯片，由3000个碳纳米管场效应晶体管构成，可以执行2位卷积运算和矩阵乘法运算。该芯片采用脉动阵列架构，可以并行执行整数乘法累加操作，功耗仅为295微瓦，是目前所有新型卷积加速硬件技术中功耗最低的。
未来展望：AI与新材料的协同创新
AI技术与新材料的结合，正在为半导体行业带来新的变革。一方面，AI优化了半导体制造的效率和质量；另一方面，新材料如碳纳米管则为半导体行业突破摩尔定律的限制提供了可能。
随着技术的不断进步，我们有理由相信，AI与新材料的协同创新将为半导体行业带来更加光明的未来。正如北京大学彭练矛院士所说：“碳纳米管晶体管已经展现出超越商用硅基晶体管的性能和功耗潜力，是构建未来高效能运算芯片的主要器件技术。”