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我國研制出世界首個碳納米管張量處理器芯片

發布日期：2024-07-24     1060 次

7 月 22 日消息，北京大學電子學院碳基電子學研究中心彭練矛-張志勇團隊，在下一代芯片技術領域取得重大突破，成功研發出世界首個基于碳納米管的張量處理器芯片（TPU）。

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該芯片由 3000 個碳納米管場效應晶體管組成，能夠高效執行卷積運算和矩陣乘法。該芯片采用了新型器件工藝和脈動陣列架構，可實現并行的 2 位整數乘積累加運算。實驗表明，基于該 TPU 的五層卷積神經網絡可以在功耗僅為 295μW 的情況下，實現高達 88% 的 MNIST 圖像識別準確率。

研究團隊通過優化碳納米管制造工藝，獲得了純度高達 99.9999% 的半導體材料和超潔凈表面，從而制造出具有高電流密度和均勻性的晶體管。模擬結果顯示，采用 180 納米工藝節點的 8 位碳納米管 TPU 有望達到 850 MHz 的主頻和每瓦 1 萬億次運算的能效水平。

這一成果標志著碳納米管技術在芯片領域取得重大進展，有望滿足人工智能時代對高性能、高能效芯片的需求。

相關研究成果 7 月 22 日已發表于《自然?電子學》。北京大學電子學院碳基電子學研究中心的司佳助理研究員為該論文的第一作者，彭練矛院士和張志勇教授為通訊作者，北京郵電大學張盼盼特聘研究員為共同第一作者。



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