北大研制出1纳米栅极超低功耗铁电晶体管，突破AI芯片内存墙瓶颈

2026年2月24日，北京大学电子学院研究人员宣布，其团队成功研制出目前尺寸最小、功耗最低的铁电晶体管。该成果已在线发表于国际权威期刊科学·进展。这一器件有望成为提升人工智能芯片算力与能效的核心硬件支撑。

当前人工智能计算普遍受限于“内存墙”瓶颈：运算单元与存储单元物理分离，数据需频繁跨区域调取，导致带宽受限、延迟升高、能耗增加，严重制约芯片整体性能提升。

区别于常规逻辑晶体管，铁电晶体管兼具信息存储与逻辑运算功能，天然契合“存算一体”的架构需求，因而被广泛视为推动神经形态计算发展最具前景的基础电子器件之一。

研究团队通过创新性纳米栅极结构设计，有效解决了铁电材料在极化翻转过程中依赖高电压、引发高功耗的关键难题。他们将晶体管的物理栅长精确压缩至1纳米，达到原子尺度极限。在此结构下，铁电层内部可自发形成高强度局域电场，仅需0.6伏特的微小外加电压，即可稳定、快速地实现极化状态切换。

该突破从根本上克服了传统铁电晶体管所受的物理约束，使器件功耗较国际现有最优水平下降十倍。这种具备超低工作电压与极低静态动态功耗特性的纳米栅铁电晶体管，不仅为构建绿色高效的数据中心提供了新型核心器件选项，也为下一代高性能人工智能芯片的研发奠定了关键工艺与器件基础。