北京大学电子学院研究团队近日创造性地制备出了迄今为止尺寸最小、功耗最低的铁电晶体管，相关研究成果已在线发表于《科学·进展》上，该成果有望为AI芯片算力和能效的提升提供核心器件支撑。

当前AI算力普遍面临“内存墙”问题。在计算过程中，数据的存储与运算处于不同区域，“隔墙”调用数据的方式严重制约了AI芯片性能的提升。

与传统半导体逻辑晶体管不同，铁电晶体管（FeFET）同时具备存储和计算能力。其“存算一体”的特性更符合AI芯片的进化方向，因此被业内视为神经形态计算方面最具潜力的新型基础器件。

尤为值得关注的是，该团队通过纳米栅极结构设计，巧妙攻克了铁电材料“改变极化状态”时需要高电压、高能耗这一难题。

具体而言，他们将铁电晶体管的物理栅长缩减到了极限的1纳米，这一精度达到了原子尺度。如此一来，铁电层内部能够形成高强度电场，仅需极少外部能量（0.6V电压）的激发，就能轻松实现铁电极化的翻转。

这一技术突破打破了传统铁电晶体管面临的物理限制，让能耗相较于国际最好水平降低了一个数量级。

据了解，这种具有超低工作电压和极低能耗特性的纳米栅铁电晶体管，不仅能为构建高能效数据中心提供核心器件方案，也为发展下一代高算力人工智能芯片奠定了关键技术基础。