筑“芯”未来 北大团队实现芯片领域重要突破

　　2月23日，北京大学电子学院研究员邱晨光说，团队创造性地制备了迄今尺寸最小、功耗最低的铁电晶体管，有望为AI芯片算力和能效提升提供核心器件支撑。相关研究成果在线发表于《科学·进展》上。
 

　　传统铁电晶体管存在能耗过高、逻辑电压不匹配等短板限制了其大规模应用。为此，北京大学邱晨光研究员—彭练矛院士团队，利用纳米栅极结构设计，巧妙解决了铁电材料“改变极化状态”需要高电压高能耗的问题。邱晨光表示，这一技术打破了传统铁电晶体管的物理限制，使得能耗比国际最好水平整整降低了一个数量级。邱晨光解释，有着超低工作电压与极低能耗特性的纳米栅铁电晶体管，不仅能为构建高能效数据中心提供核心器件方案，也为发展下一代高算力人工智能芯片奠定关键技术基础。
 

　　芯片产业是国家战略科技力量的核心载体。从碳基器件到铁电晶体管，北大等科研团队持续在底层器件领域实现突破，标志着中国正从跟跑者向并跑者转变。
 

　　经过多年的深耕细作，中国芯片产业已构建起完整的产业链体系，形成了长三角、珠三角、京津冀、成渝四大产业集群，其中长三角以过半的产业规模良好，成为芯片产业发展的核心承载区。从产业规模来看，国产芯片产业已实现稳步跃升，2025年产业规模突破1.8万亿元，同比增速远超全球平均水平，本土市场规模占全球比重达41%，芯片自给率提升至28%。展现出强劲的发展韧性。在产业链各环节，中国企业正逐步打破海外垄断，实现多点突破：设计领域，海光、寒武纪、昇腾等企业在AI芯片、服务器芯片领域崭露头角，市场规模稳步增长；制造领域，成熟制程成为核心优势，28nm及以上工艺的全球产能占比达33%，成本优势显著，中芯国际通过技术创新实现5nm工艺量产、7nm工艺稳定产出，逐步缩小差距；封测领域，长电科技、通富微电、华天科技先进封装占比提升至38%，成为产业竞争力的重要支撑；设备与材料领域，刻蚀、薄膜沉积、清洗等成熟制程设备的国产化率已达到20%-40%，上海微电子交付28nm浸没式光刻机，南大光电突破ArF光刻胶技术，逐步破解“卡脖子”难题；存储领域，长江存储、长鑫存储成功切入全球供应链，LPDDR5X、3DNAND等产品实现量产，打破了海外企业在存储芯片领域的垄断格局。
 

　　与此同时，我们也清醒地认识到，中国芯片产业的发展仍面临诸多瓶颈与挑战。在先进制程领域，EUV光刻机的缺失仍制约着14nm以下先进工艺的规模化发展，EDA工具、核心IP仍高度依赖进口，成为制约产业升级的关键短板；芯片人才缺口较大，产学研融合的深度与广度仍需提升，基础研究与产业转化之间的衔接还不够顺畅；在全球供应链重构的背景下，海外技术封锁与贸易限制，进一步增加了产业发展的不确定性。但不可否认的是，中国芯片产业已具备了不可替代的核心优势：庞大的国内市场为产业发展提供了坚实支撑，AI、车规、物联网等新兴场景的需求爆发，为芯片产业开辟了广阔的增长空间；政策与资本的强力加持，尤其是大基金三期的投入，为产业研发与产能扩张提供了有力保障；而以北大团队1纳米铁电晶体管为代表的基础研究突破，更是为中国芯片产业在後摩尔时代实现换道超车提供了原创技术方案。
 

　　未来，随着1纳米铁电晶体管从实验室走向晶圆级集成，结合成熟制程产能、先进封装能力与庞大市场需求，中国有望在超低功耗、高算力、存算一体芯片领域形成新优势，为数字经济、人工智能、智能制造提供坚实“芯”支撑。