我科学家居然把一种耗电极少的“记忆开关”给造出来了，它还能在只有0.6伏的低电压下工作，这可是国际上目前功耗最低的铁电晶体管。未来的智能手机要实现超长待机，物联网传感器的电池要能续航数年，可穿戴设备也不用频繁充电——这些关于低功耗电子产品的美好愿景，可算是真的要实现了。 北京大学电子学院的邱晨光研究员还有彭练矛院士这一团队拿出了一款新玩意儿，叫“纳米栅超低功耗铁电晶体管”。这个“开关”就像是大厨做菜时不用跑仓库拿调料一样，既把“仓库”和“灶台”合二为一了，还能在断电后保住数据不丢失。只不过以前操作它要的电压太高了，没法直接和外面的电路匹配，这种致命短板严重限制了它在高能效AI芯片、便携式智能设备这些特别耗电的地方的应用。 这次研究团队想了个特别巧妙的法子来解决这个矛盾，直接把晶体管里那个关键的栅极长度给缩小到了1纳米。你能想象一根头发丝的直径大概是8万到10万纳米吗？在这么小的原子级别上，他们打造出了一个极细的“电场探针”。只要给这个探针通上电，电场能量就会像水流一样聚集在针尖上，就像用极细的针把力量集中到一点上那样很容易就撬动原本要大力气才能搬动的重物。结果就是只需要施加0.6伏的微小电压，“四两拨千斤”，就能轻松拨动开关完成数据存储。而传统器件在同样电压下是根本拨不动的。 这次的设计把电压效率提升到了125%，这可是真正突破了铁电材料的理论极限，为打造更省电的AI芯片和智能设备提供了关键条件。相关成果已经被在线发表在国际学术期刊《科学·进展》上。邱晨光研究员还打了个比方：电脑和手机里的CPU在处理数据时，数据是在存储和计算模块之间来回搬运的，特别费电费时。就好比厨师做菜每放一次调料都要跑回仓库拿一样麻烦。而铁电晶体管之所以被寄予厚望，就是因为它能把“仓库”和“灶台”合二为一。这次研究团队不仅解决了这个技术难题，更是让它在极低电压下就能工作。 这就好比用极细的针把力量集中在一点上很容易撬动重物一样。这种设计打破了传统铁电晶体管的物理限制，真正实现了超低功耗下的数据高效存储。现在无论是AI芯片还是智能设备的省电需求都能得到极大满足。“要理解这个‘开关’有多神奇，得先聊聊如今芯片面临的一大难题。”邱晨光说，“电脑和手机处理器在处理数据时存储和计算是分开的，数据在两个模块之间来回搬运。”