
如果你的手机屏幕可以折叠,手表可以贴在皮肤上,衣服里可以集成传感器和计算单元——这一切都需要柔性电子技术的支撑。但长期以来,柔性电子面临一个核心难题:柔性屏幕和传感器做出来了,但柔性的计算芯片却跟不上,能弯折的芯片算力太弱,算力强的芯片又不能弯折。最近,国内企业联合高校在这一领域取得重大突破,成功开发出柔性存算一体芯片,相关成果亮相国际顶级期刊《自然》,让柔性设备首次具备了本地实时运行人工智能模型的能力。
这款芯片由维信诺联合清华大学、北京大学共同开发,采用CMOS低温多晶硅工艺,可直接在柔性基底上制造,兼具低功耗、低成本和高集成度优势。研发团队通过工艺革新突破传统柔性电子互联瓶颈,创新采用数字"存内计算"架构,将计算融入存储单元,大幅提升运算速度与能效,使柔性芯片算力首次达到本地实时运行人工智能模型的水平。
什么是"存内计算"?传统芯片的计算单元和存储单元是分离的,数据需要在两者之间来回搬运,这个过程既慢又费电。存内计算则把计算和存储融合在一起,在存储数据的地方直接完成计算,不需要来回搬运数据,大大提升了效率、降低了功耗。对于柔性芯片来说,由于工艺限制,晶体管的性能和集成度都不如刚性硅芯片,如果采用传统架构,算力根本不够用。而存内计算架构用效率换性能,让柔性芯片在有限的工艺条件下也能实现足够的AI算力。
实测结果令人振奋。这款芯片经数万次弯折仍稳定运行,在极端环境下可靠性较高。弯折是柔性电子面临的最大挑战之一——屏幕折叠、手表弯曲、衣服拉伸,都会让芯片承受机械应力,传统芯片在反复弯折后容易出现线路断裂、性能下降甚至完全失效。而这款柔性存算一体芯片通过特殊的材料和结构设计,能够承受数万次弯折而性能稳定,为实际应用奠定了基础。
更重要的是,这款芯片可以本地实时运行AI模型。过去的柔性设备,传感器采集到数据后,需要传到云端或手机端进行AI处理,延迟高、还依赖网络。而有了柔性存算一体芯片,AI计算可以直接在柔性设备本地完成,响应更快、隐私更安全、不依赖网络。比如智能手表可以实时分析心率数据、检测异常心律,不需要把数据传到手机;智能皮肤可以实时感知触觉信号、识别手势,直接驱动假肢或机器人;智能衣服可以实时监测运动姿态、提供运动建议,全程离线运行。
这项研究的意义不仅在于做出了一款高性能柔性芯片,更在于为柔性电子产业开辟了新的发展方向。过去,柔性电子更多集中在显示和传感领域,计算能力一直是短板。柔性存算一体芯片的出现,让"柔性计算"成为可能,未来的柔性设备将不再只是"显示器"和"传感器",而是具备独立智能能力的"计算终端"。
业内专家表示,柔性存算一体芯片是柔性电子和人工智能两大领域的交叉创新,有望催生一系列全新的应用场景。从可穿戴设备到电子皮肤,从柔性医疗设备到智能织物,从折叠屏手机到卷轴屏电脑,柔性计算芯片将为这些产品注入更强的智能能力。随着技术的不断成熟和成本的持续下降,柔性电子有望从"小众尝鲜"走向"大众普及",一个"万物皆可弯折、万物皆有智能"的时代正在到来。













