在人工智能技术飞速发展的当下，传统硅基芯片的局限性日益凸显。这类芯片采用数据存储与计算分离的设计架构，在处理复杂任务时，数据需在存储单元与处理器间频繁传输，不仅消耗大量时间，更导致能源利用率低下。随着量子计算等新兴技术的崛起，硅芯片高耗能、易发热的缺陷愈发明显，难以满足人工智能领域对海量数据处理的迫切需求。
面对这一挑战，北京大学科研团队提出创新解决方案——开发铁电场效应晶体管（FeFET）。这种新型晶体管模仿人类大脑的工作模式，将数据存储与处理功能集成于同一单元，从根源上消除数据传输的能耗。然而，早期FeFET存在致命缺陷：其工作电压高达1.5V，远超现代逻辑电路0.7V的标准，导致能耗居高不下。科研人员形象地比喻："这就像推一扇沉重的铁门，需要耗费巨大力气。"
突破性进展来自对晶体管结构的革命性改造。研究团队运用原子级精度的加工技术，将栅电极尺寸压缩至1纳米——仅相当于DNA分子宽度的一半。这种纳米级结构能更精准地控制铁电层电场，使晶体管工作电压骤降至0.6V。实验数据显示，新型晶体管的能耗仅为传统FeFET的十分之一，同时保持了1.6纳秒的极速响应能力，在节能与性能间实现完美平衡。
这项成果为人工智能芯片发展开辟新路径。相比通过扩大芯片尺寸提升算力的传统方法，新型FeFET通过架构创新实现性能跃升，其微米级尺寸更符合集成电路小型化趋势。目前，北京大学已为该技术申请专利保护，相关工艺有望推动数据中心向绿色节能转型，并为高性能计算芯片设计提供全新范式。
科研团队透露，这项突破不仅限于当前成果，其技术原理为开发亚1纳米级芯片节点提供了理论支撑。随着研究深入，未来可能诞生更小尺寸、更低功耗的智能芯片，为人工智能、物联网等领域带来颠覆性变革。这项由中国科学家主导的原始创新，正在重新定义集成电路的发展边界。
