我国突破新型芯片技术：24位精度模拟计算实现量产新路径

2025年12月30日，在国内科研团队的持续攻关下，一种无需依赖高端光刻设备即可实现量产的新型芯片取得突破性进展。

今年10月，由北京大学人工智能研究院与集成电路学院双聘助理教授孙仲，联合蔡一茂教授、王宗巍助理教授所带领的研究团队，成功研发出一款基于阻变存储器的高精度可扩展模拟矩阵计算芯片。该成果首次在全球范围内将模拟计算精度提升至24位定点运算水平，显著提高了计算效率，未来可在相同任务负载下减少对多张计算卡的依赖。

这款芯片在架构上完全区别于当前所有商用量产芯片。其计算精度实现从百分之一到千万分之一的跨越，不仅为6G通信、具身智能以及人工智能大模型训练等前沿技术提供硬件支撑，更关键的是，它能够在28纳米及以上的成熟半导体工艺节点上完成制造，从而避开先进制程中对高端光刻机的依赖。

据研究团队介绍，该芯片的核心创新体现在三个层面：

在器件层面，传统模拟计算多依托上世纪发展的硅基电路结构，主要用于微分方程求解等特定场景；而此次首次采用已具备量产能力且工艺成熟的阻变存储器作为核心元件，面向现代矩阵运算需求，构建了全新的“现代模拟计算”技术路径。

在电路设计层面，团队早在2019年便提出一种创新性反馈电路结构。这一设计在几乎不增加功耗和延迟的情况下，将原本约1%的计算误差压缩至千万分之一级别，使模拟计算在数值准确性方面首次达到与FP32浮点运算相当的可靠性水平。

在算法实现层面，团队引入经典的迭代优化方法，并结合“位切片”策略——将24位定点数分解为8组3位数据进行并行或串行处理，再通过移位叠加还原完整精度结果，高效完成了高精度矩阵乘法运算，进一步提升了系统的灵活性与可扩展性。