5月26日，《Chip》期刊在江蘇無錫舉辦的2023芯片大會(huì)·前沿科學(xué)論壇上首次發(fā)布了“中國芯片科學(xué)十大進(jìn)展”。“《Chip》期刊發(fā)起中國芯片科學(xué)十大進(jìn)展評(píng)選活動(dòng)，旨在梳理、盤點(diǎn)我國芯片科研領(lǐng)域年度標(biāo)志性進(jìn)展，致敬和激勵(lì)我國芯片工作者的科學(xué)熱情和奉獻(xiàn)精神，提升我國芯片前沿科研的大眾關(guān)注度，助推芯片國產(chǎn)化的進(jìn)程。”中國科學(xué)院院士、深圳大學(xué)校長、《Chip》期刊創(chuàng)刊主編毛軍發(fā)介紹道。

《Chip》評(píng)選出的“2022中國芯片科學(xué)十大進(jìn)展”包括：

1. 清華大學(xué)任天令教授團(tuán)隊(duì)：亞1納米柵極長度晶體管的首次實(shí)現(xiàn)

清華大學(xué)任天令教授團(tuán)隊(duì)利用石墨烯薄膜超薄的單原子層厚度和優(yōu)異的導(dǎo)電性能作為柵極，通過石墨烯側(cè)向電場控制垂直的二硫化鉬溝道的開關(guān)，使等效的物理柵長度降為0.34納米，然后通過在石墨烯表面沉積金屬鋁并使其自然氧化，完成了對(duì)石墨烯垂直方向電場的屏蔽。此后，科研人員使用原子層沉積的二氧化鉿作為柵極介質(zhì)、化學(xué)氣相沉積的單層二維二硫化鉬作為溝道，最終完成了具有亞1納米柵極長度的晶體管。這項(xiàng)工作推動(dòng)了摩爾定律進(jìn)一步發(fā)展到亞1納米級(jí)別，同時(shí)為二維薄膜在未來集成電路的應(yīng)用提供了參考依據(jù)。該成果發(fā)表于2022年3月9日發(fā)表在《自然》(Nature)雜志上。

成果原文：https://www.nature.com/articles/s41586-021-04323-3

2.中國科學(xué)院微電子研究所劉明院士、張鋒研究員團(tuán)隊(duì)和北京理工大學(xué)王興華副教授團(tuán)隊(duì)：基于三維阻變存儲(chǔ)器存內(nèi)計(jì)算宏芯片

中科院微電子研究所劉明院士、張鋒研究員團(tuán)隊(duì)和北理工王興華副教授團(tuán)隊(duì)合作研發(fā)了基于三維阻變存儲(chǔ)器存內(nèi)計(jì)算宏芯片。科研人員將多值自選通(Multi-level self-selective，MLSS)三維垂直阻變存儲(chǔ)器與抗漂移多位模擬輸入權(quán)值乘(ADINWM)方案相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了高密度計(jì)算;在抗漂移多位模擬輸入權(quán)值乘方案基礎(chǔ)上提出了電流幅值離散整形(CADS)電路用于增加讀出電流的感知容限(SM)用于后續(xù)精確的模擬乘法計(jì)算，解決了由于三維阻變存儲(chǔ)器陣列單元電導(dǎo)波動(dòng)引起的在傳統(tǒng)并行字線輸入原位乘累加方案下不可恢復(fù)的讀出電流失真;采用nA級(jí)操作電流的三維垂直阻變存儲(chǔ)器陣列降低系統(tǒng)功耗，同時(shí)引入具有柵預(yù)充電開關(guān)跟隨器(GPSF)的模擬乘法器與直接小電流模數(shù)轉(zhuǎn)換器降低延時(shí)。當(dāng)輸入、權(quán)重和輸出數(shù)據(jù)分別為8位、9位和22位時(shí)，位密度為58.2 bit/μm–2，能效為8.32 TOPS/W。與傳統(tǒng)方法相比，本工作提供了更準(zhǔn)確的大腦MRI邊緣檢測和更高的CIFAR-10數(shù)據(jù)集推理精度。 該成果于2022年7月26日發(fā)表在《自然?電子》(Nature Electronics)雜志上。

成果原文：https://www.nature.com/articles/s41928-022-00795-x

3.上海交通大學(xué)金賢敏教授團(tuán)隊(duì)：憶阻器玻色采樣的量子優(yōu)越性

上海交通大學(xué)金賢敏團(tuán)隊(duì)提出了一種受“憶阻器”機(jī)制所啟發(fā)的新型玻色采樣方案，稱之為“憶阻器玻色采樣” (membosonsampling)。通過循環(huán)結(jié)構(gòu)，使得相同時(shí)間塊內(nèi)以及不同時(shí)間塊間的量子干涉效應(yīng)可以分別獨(dú)立的記錄和分析。每一個(gè)時(shí)間塊都包含了n個(gè)光子及m個(gè)模式，通過多次的時(shí)間復(fù)用，實(shí)驗(yàn)的光子數(shù)和模式數(shù)隨重復(fù)次數(shù)N線性增長。該方案成功將隨機(jī)散射玻色采樣(scattershot bosonsampling)與時(shí)間自由度融合，增加了總體的計(jì)算復(fù)雜度。從原理上來說，問題的規(guī)模可以拓展到無限大。該成果于2022年4月4日發(fā)表在《芯片》(Chip)雜志上。

成果原文：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2709472322000053

4.清華大學(xué)尹首一教授團(tuán)隊(duì)與北京清微智能科技有限公司：支持多粒度稀疏的AI訓(xùn)練芯片

由清華大學(xué)可重構(gòu)計(jì)算團(tuán)隊(duì)尹首一教授組與北京清微智能科技有限公司在人工智能(AI)訓(xùn)練芯片方向取得突破。該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的AI訓(xùn)練芯片Trainer，以實(shí)現(xiàn)場景自適應(yīng)的高能效模型訓(xùn)練為目標(biāo)，突破傳統(tǒng)AI訓(xùn)練芯片學(xué)習(xí)機(jī)制和電路實(shí)現(xiàn)的技術(shù)局限性，為高效AI模型訓(xùn)練提供了堅(jiān)實(shí)的硬件基礎(chǔ)。該成果于2022年5月20日發(fā)表在集成電路領(lǐng)域頂級(jí)期刊IEEE Journal of Solid-State Circuits(JSSC)上。

成果原文：https://ieeexplore.ieee.org/document/9779311

5.北京大學(xué)王興軍教授團(tuán)隊(duì)：新型硅基光電子片上集成系統(tǒng)的問世

北京大學(xué)王興軍教授團(tuán)隊(duì)和美國加州大學(xué)科研人員合作，首次報(bào)道了由集成微腔光梳驅(qū)動(dòng)的新型硅基光電子片上集成系統(tǒng)。研究團(tuán)隊(duì)通過直接由半導(dǎo)體激光器泵浦集成微腔光頻梳，給硅基光電子集成芯片提供了所需的光源大腦，結(jié)合硅基光電子集成技術(shù)工業(yè)上成熟可靠的集成解決方案，完成大規(guī)模集成系統(tǒng)的高效并行化。該成果于2022年5月18日發(fā)表在《自然》(Nature)雜志上。

成果原文：https://www.nature.com/articles/s41586-022-04579-3

6.中國科學(xué)院物理研究所金奎娟研究員、葛琛研究員和楊國楨院士團(tuán)隊(duì)：光致VO2非易失相變的神經(jīng)形態(tài)光電傳感器

中國科學(xué)院物理研究所金奎娟研究員、葛琛研究員和楊國楨院士團(tuán)隊(duì)，提出了一種基于紫外光輻照/電解質(zhì)調(diào)控VO2非易失相變的新型神經(jīng)形態(tài)光電傳感器，器件展現(xiàn)出良好的線性度、保持特性、硅基兼容性。研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步構(gòu)建了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并演示了圖像識(shí)別等功能。本研究將傳統(tǒng)紅外光學(xué)材料VO2的應(yīng)用拓展到紫外智能光電傳感領(lǐng)域，為近傳感器計(jì)算/傳感器內(nèi)計(jì)算設(shè)計(jì)提供了新選擇。該成果于2022年4月1日發(fā)表在《自然?通訊》(Nature Communications)雜志上。

成果原文：https://www.nature.com/articles/s41467-022-29456-5

7.武漢理工大學(xué)麥立強(qiáng)教授、晏夢雨研究員團(tuán)隊(duì)：性能倍增的場效應(yīng)儲(chǔ)能芯片

武漢理工大學(xué)麥立強(qiáng)教授、晏夢雨研究員團(tuán)隊(duì)，提出了調(diào)制材料費(fèi)米能級(jí)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能芯片性能倍增的新思路，通過設(shè)計(jì)構(gòu)筑場效應(yīng)儲(chǔ)能芯片，實(shí)現(xiàn)了電化學(xué)工況下材料費(fèi)米面梯度的原位調(diào)控和性能提升。研究表明，通過在儲(chǔ)能材料中原位構(gòu)筑梯度費(fèi)米面結(jié)構(gòu)，拓寬了材料的嵌入能級(jí)。施加場效應(yīng)后，離子遷移速率提高10倍，材料容量提高3倍以上。此項(xiàng)研究解決了費(fèi)米面梯度對(duì)電化學(xué)反應(yīng)影響機(jī)制不明確的科學(xué)難題，實(shí)現(xiàn)了納米線容量與反應(yīng)電勢的協(xié)同提升，填補(bǔ)了場效應(yīng)儲(chǔ)能芯片領(lǐng)域的空白，為儲(chǔ)能芯片在物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。該成果于2022年6月2日發(fā)表在Chem雜志上。

成果原文：https://www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(22)00258-3

8.中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體物理研究所孟國文研究員和韓方明研究員團(tuán)隊(duì)：高性能濾波電容器

由中科院合肥研究院固體物理所孟國文教授和韓方明研究員團(tuán)隊(duì)，成功研發(fā)了一種新型三維碳管網(wǎng)格膜，將其作為雙電荷層電容器(EDLC)電極，大幅提升了電容器的頻率響應(yīng)性能以及在相應(yīng)頻率下的面積比電容和體積比電容，有望作為電子器件中的高性能交流濾波電容器，為電子產(chǎn)品的小型化提供了新的技術(shù)路線與核心關(guān)鍵材料。該成果于2022年8月25日發(fā)表在《科學(xué)》(Science)雜志上。

成果原文：https://www.science.org/doi/10.1126/science.abh4380

9.復(fù)旦大學(xué)陳琳教授團(tuán)隊(duì)：可穿戴超低功耗可重構(gòu)神經(jīng)形態(tài)計(jì)算電子設(shè)備

復(fù)旦大學(xué)陳琳教授團(tuán)隊(duì)及其合作者，提出了一種同時(shí)具有人工突觸和神經(jīng)元功能的可重構(gòu)神經(jīng)形態(tài)網(wǎng)絡(luò)憶阻柔性器件，可以在同一單元實(shí)現(xiàn)神經(jīng)突觸可塑性和神經(jīng)元發(fā)放功能，在降低神經(jīng)元電路的復(fù)雜性方面表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。人工突觸、神經(jīng)元和功能電阻被集成到一個(gè)加熱紡織系統(tǒng)中，用于智能溫度調(diào)節(jié)。超低功耗的紡織神經(jīng)形態(tài)網(wǎng)絡(luò)可以為智能物聯(lián)網(wǎng)中大腦啟發(fā)的可重構(gòu)和可穿戴的神經(jīng)形態(tài)計(jì)算電子設(shè)備的發(fā)展提供新方向。該成果于2022年12月2日發(fā)表在《自然?通訊》(Nature Communications)雜志上。

成果原文：https://www.nature.com/articles/s41467-022-35160-1

10.清華大學(xué)施路平教授團(tuán)隊(duì)：類腦計(jì)算芯片 天機(jī)X

清華大學(xué)施路平團(tuán)隊(duì)，設(shè)計(jì)了面向智能機(jī)器人的類腦計(jì)算芯片天機(jī)X，是全球首款面向智能機(jī)器人的類腦計(jì)算芯片，并發(fā)展了完善的軟件工具鏈。在執(zhí)行模型、芯片架構(gòu)和軟件工具鏈和機(jī)器人系統(tǒng)等多個(gè)層次進(jìn)行了系統(tǒng)性創(chuàng)新。研制的天機(jī)X具有高算力、低功耗、低延時(shí)和跨范式多網(wǎng)絡(luò)異步并行等優(yōu)勢，為邊緣智能和腦科學(xué)計(jì)算提供了一個(gè)高效硬件平臺(tái)和嶄新路徑。該成果于2022年6月15日發(fā)表在《科學(xué)機(jī)器人》(Science Robotics)雜志上。

成果原文：https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abk2948

《Chip》期刊創(chuàng)刊于2021年，由上海交通大學(xué)與愛思唯爾(Elsevier)集團(tuán)合作出版。期刊由毛軍發(fā)擔(dān)任主編，上海交通大學(xué)集成量子信息技術(shù)研究中心主任、長聘教授金賢敏擔(dān)任執(zhí)行主編，關(guān)注集成電路、微納光子學(xué)、凝聚態(tài)物理學(xué)、量子物理學(xué)等領(lǐng)域的芯片化集成化的科學(xué)研究與應(yīng)用實(shí)現(xiàn)。據(jù)毛軍發(fā)介紹，《Chip》期刊是全球唯一聚焦芯片研究的綜合性國際期刊，編委來自14個(gè)國家的70多位專家。

此次評(píng)選由《Chip》期刊發(fā)起，經(jīng)過數(shù)萬人在線投票和《Chip》編委專家共同參與，從30項(xiàng)提名成果中，最終評(píng)選出十大進(jìn)展。

(原標(biāo)題：《Chip》首次發(fā)布中國芯片科學(xué)十大進(jìn)展，含AI訓(xùn)練芯片)