中国团队突破碳纳米管芯片技术，打造世界首个张量处理器

中国团队突破碳纳米管芯片技术，打造世界首个张量处理器

引用

中国科技网

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来源

1.

https://www.stdaily.com/web/gdxw/2024-07/22/content_1968172.html

2.

https://new.qq.com/rain/a/20240724A00OA500

3.

https://www.163.com/dy/article/JK8N5OK70519A2QO.html

4.

https://news.pku.edu.cn/jxky/ea9b57e8073b4033b55699784c392c8f.htm

5.

https://www.edu.cn/ke_yan_yu_fa_zhan/gao_xiao_cheng_guo/cheng_guo_zhan_shi/202407/t20240723_2625617.shtml

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https://www.tsinghua.edu.cn/info/1175/20002.htm

7.

http://www.rigger-micro.com/news/info/11000?cid=

2024年7月，北京大学电子学院碳基电子学研究中心彭练矛院士-张志勇教授联合课题组宣布了一项重大突破：他们成功研发出世界首个基于碳纳米管的张量处理器芯片。这一成果不仅标志着碳基电子学从器件研究迈向系统演示的重要里程碑，更为解决当前芯片技术面临的瓶颈问题提供了新的思路和解决方案。

这款创新芯片采用了先进的脉动阵列架构设计，集成了3000个碳纳米管场效应晶体管。通过优化的数据流管理，芯片能够高效执行卷积神经网络运算，实现了高达88%的MNIST手写数字识别准确率。更令人瞩目的是，其功耗仅为295微瓦（μW），展现出卓越的能量效率。

碳纳米管作为一种新型半导体材料，具有传统硅基材料无法比拟的优势。其超薄的结构和优异的电学特性，使得碳纳米管晶体管在性能和功耗方面都展现出巨大的潜力。与硅基CMOS晶体管相比，碳纳米管晶体管具有更高的载流子迁移率，这意味着它们能够以更低的功耗实现更快的运算速度。

随着人工智能技术的快速发展，特别是以ChatGPT为代表的大型语言模型的兴起，对高性能、高能效芯片的需求日益迫切。碳纳米管芯片的出现，为满足这一需求提供了新的可能。研究团队通过仿真预测，基于180纳米碳基技术的神经网络加速芯片，能够在1伏特电压下工作，最高主频达到850兆赫兹（MHz），能效高达每瓦特1万亿次运算（1TOPS/W）。

在碳纳米管芯片研究领域，中国已经走在了世界前列。以北京大学彭练矛-张志勇团队为代表的研究力量，不仅在器件工艺上取得了突破，更在系统集成方面实现了创新。这些成果为中国在下一代半导体技术竞争中赢得了先机。

尽管目前的成果还处于科研阶段，但其展现出的潜力已经引起了广泛关注。随着制备工艺的不断优化和成本的逐步降低，碳纳米管芯片有望在未来几年内实现产业化应用。这不仅将推动人工智能、高性能计算等领域的发展，更可能重塑整个半导体产业的格局。

彭练矛-张志勇团队的这一突破，不仅是中国在芯片技术领域的重要进展，更是全球半导体技术发展的一个重要里程碑。它预示着一个全新的计算时代可能即将到来，在这个时代，碳纳米管有望取代硅成为主导半导体材料，为人类社会带来更强大的计算能力。