（问题）智能终端、物联网和边缘计算快速发展的背景下，续航与能耗正成为影响产品体验和规模部署的关键因素。手机待机时长、传感器节点电池寿命、可穿戴设备充电频次，本质上都指向同一个挑战：如何在更低能耗下完成更高频、更大规模的数据处理与存储。同时，传统芯片架构多采用“存储”和“计算”分离的方式，数据需要在存储器与处理器之间频繁搬运，不仅增加时延，也带来明显能量损耗，成为提升系统能效的主要瓶颈之一。 （原因）铁电晶体管具备非易失存储能力，被认为是实现“存算一体”器件的潜在方向：器件既可承担计算有关操作，又能在断电后保持信息，从而减少数据搬运和待机能耗。但长期以来，铁电晶体管在工程应用上面临关键限制——驱动电压和功耗偏高，难以直接匹配外部运算电路的低电压工作区间；系统层面往往需要额外的电压转换和补偿电路，部分抵消节能效果。这也使其在对功耗高度敏感的场景中推广受限。 （影响）针对上述问题，北京大学电子学院邱晨光研究员、彭练矛院士团队提出并实现“纳米栅”新结构，研制出“纳米栅超低功耗铁电晶体管”。研究团队将晶体管关键结构之一的栅极长度缩小至约1纳米量级，在原子级尺度上增强局域电场的调控能力。相比常规结构电场更分散的情况，该设计让电场能量在极小空间内更集中，从而在较低电压下即可驱动铁电极化翻转，实现数据写入与读取。研究表明，该器件在约0.6伏条件下即可完成存储操作，并在电压效率等关键指标上取得进展，为铁电晶体管走向超低功耗提供了可验证的新路径。相关成果日前在线发表于国际学术期刊《科学·进展》。 （对策）从技术路线看，“通过结构创新提高电场利用效率、通过器件微缩降低驱动门槛”，为铁电器件与低功耗电路的协同设计提供了思路。一上，可围绕材料与工艺兼容性、器件一致性与可靠性继续验证，提升大规模阵列集成下的稳定性与良率；另一方面，需要电路与系统层面同步推进架构适配，面向存算一体、边缘推理等应用建立软硬协同评测体系，明确在真实工作负载下的节能收益、性能表现与寿命边界。此外，关键工艺、测试方法与标准体系的完善，也将影响相关技术从实验室走向产业化的速度与成本。 （前景）业内普遍认为，低功耗器件与存算融合架构是后摩尔时代提升能效的重要路径。此次“1纳米栅”铁电晶体管的进展，为更省电的计算芯片、降低终端设备与传感节点能耗提供了新的器件基础。若后续在规模制造、与现有工艺平台的兼容性、长期可靠性诸上取得进一步突破，这类器件有望在智能手机长待机、物联网传感器长寿命部署、可穿戴设备低频充电，以及边缘侧高能效推理等场景中展现应用潜力，并推动相关产业在能效指标上实现新的提升。
信息技术正在从单纯“追求更高性能”转向“性能与能效并重”。以更小尺度实现更高效能的器件创新，既表明了基础研究的积累，也为未来芯片架构与终端形态打开了更多可能。要让成果从论文走向应用，仍需产学研用多方共同推进；但在低电压、低功耗存算单元上的突破，确实为长期困扰行业的能耗瓶颈提供了新的思路。