北大团队突破1纳米晶体管技术 功耗全球最低为低功耗AI芯片研发破局

发布时间：昨天 14:47

类别：行业动态

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【光明网讯 2026 年 3 月 3 日】我国芯片基础技术研究迎来重大突破，北京大学彭练矛院士、邱晨光研究员团队成功研制出全球功耗最低的 1 纳米铁电晶体管，相关研究成果正式发表于国际顶级期刊《科学・进展》。这一突破不仅刷新了晶体管核心尺寸与功耗的全球纪录，更实现了存算一体架构的关键技术突破，为我国低功耗 AI 芯片、智能终端等领域的研发提供核心技术支撑，助力国产芯片在 “后摩尔时代” 实现换道超车。

此次研发的 1 纳米铁电晶体管，核心突破在于栅极物理长度仅为 1 纳米，且在功耗与性能上实现双重突破。团队采用创新纳米栅结构设计，让晶体管仅需0.6 伏超低工作电压即可完成数据的存储与读取，相较目前主流芯片 0.7 伏的工作电压进一步降低能耗，其开关能耗较国际现有最优水平降低一个数量级，彻底解决了传统铁电晶体管电压高、功耗大、稳定性差的行业痛点。

该晶体管的核心竞争力在于实现了存算一体的架构创新，打破了传统芯片存储与计算单元分离的设计模式，让数据可在存储单元 “就地计算”，无需在存储与计算模块间频繁搬运，从根源上破解了长期制约芯片性能提升的 “内存墙” 瓶颈，大幅提升数据处理效率的同时，最大化降低能耗损耗。

业内专家表示，这一技术突破具备极高的产业应用价值，将为多个领域带来颠覆性变革。在 AI 芯片领域，可为超低功耗 AI 推理芯片、边缘计算 AI 芯片提供全新技术路径，有效破解当前 AI 大模型训练与推理芯片功耗过高的 “电老虎” 难题；在消费电子与物联网领域，能推动智能手机、可穿戴设备、物联网传感器等终端实现超长待机，大幅提升设备续航能力与使用体验；同时，该技术也为航空航天、工业控制等对低功耗、高可靠性有严苛要求的领域，提供了全新的芯片解决方案。

据了解，目前该技术相关成果已申请多项国内外核心专利，尽管现阶段仍处于实验室研发阶段，但已成功打通从 0 到 1 的关键技术链路，完成了原理验证与器件制备。彭练矛院士团队表示，后续将持续推进技术迭代，联合产业界开展工艺优化与量产技术研发，推动这一核心技术从实验室走向产业化应用。

此次北大团队的技术突破，是我国在芯片基础材料与器件领域的重要成果，彰显了我国在前沿芯片技术研究上的硬实力。在后摩尔时代，芯片制程微缩逐渐逼近物理极限，存算一体、新材料器件等创新技术成为行业发展的核心方向，这一突破不仅为我国低功耗芯片研发奠定了技术基础，也为国产芯片摆脱传统制程路线依赖、实现换道超车提供了关键支撑，推动我国在全球芯片核心技术竞争中占据更有利地位。