近日，我国清华系、中国科学院两年夜团队于新型芯片上有庞大冲破，清华年夜学团队于4月发布的太极I光芯片根蒂根基上再冲破，太极-Ⅱ光芯单方面世；中国科学院上海微体系与信息技能研究所研究团队则开发出头具名向二维集成电路的单晶氧化铝栅介质质料，纵然于厚度仅为1纳米时，也能有用制止电流走漏。

清华 太极-Ⅱ 光芯单方面世

清华年夜学8月8日发布动静，清华年夜学电子项目系方璐传授课题组以及主动化系戴琼海院士课题组创始了全前向智能光计较练习架构，研制了 太极-II 光练习芯片，实现了光计较体系年夜范围神经收集的高效精准练习。该研究结果以 光神经收集全前向练习 为题在北京时间8月7日晚于线揭晓在《天然》期刊。

于模子练习中，现有的光神经收集练习严峻依靠GPU举行离线建模而且要求物理体系精准对于齐，致使光学练习的范围遭到了极年夜的限定，光高机能计较的上风没法阐扬。面临该困境，方璐、戴琼海课题组立异 光子流传对于称性 要领，将神经收集练习中的前向与反向流传都等效为光的前向流传。

据论文第一作者、电子系玻士生薛智威先容，于太极-II架构下，梯度降落中的反向流传化为了光学体系的前向流传，光学神经收集的练习哄骗数据-偏差两次前向流传便可实现。两次前向流传具有自然的对于齐特征，保障了物理梯度的切确计较。云云实现的练习精度高，便可以或许支撑年夜范围的收集练习。

全前向智能光计较练习架构

因为不需要举行反向流传，太极-II架构再也不依靠电计较举行离线的建模与练习，年夜范围神经收集的精准高效光练习终究患上以实现。

该论文研究注解，太极-II可以或许对于多种差别光学体系举行练习，并于各类使命下均体现出了卓着的机能。

年夜范围进修范畴：冲破了计较精度与效率的抵牾，将数百万参数的光收集练习速率晋升了1个数目级，代表性智能分类使命的正确率晋升40%。

繁杂场景智能成像：弱光情况下（每一像素光强度仅为亚光子）实现了能量效率为5.40 10^6 TOPS/W的全光处置惩罚，体系级能效晋升6个数目级。于非视阈场景下实现了千赫兹帧率的智能成像，效率晋升2个数目级。

拓扑光子学范畴：于不依靠任何模子先验下可主动搜刮非厄米奇特点，为高效精准剖析繁杂拓扑体系提供了新思绪。

本年4月发布的太极I具有879 T MACS/妹妹2的面积效率与160 TOPS/W的能量效率，初次赋能光计较实现天然场景千类对于象辨认、跨模态内容天生等人工智能繁杂使命。太极-II的面世是继太极I芯片以后的一年夜冲破，进一步展现了智能光计较的伟大潜力。如两仪分立，太极I以及II别离实现了高能效AI推理与练习；又如两仪和谐，太极I以及II配合组成了年夜范围智能计较的完备生命周期。

于道理样片的根蒂根基上，研究团队正踊跃地向智能光芯片财产化迈进，于多种端侧智能体系长进行了运用部署。智能光计较平台将无望以更低的资源耗损以及更小的边际成本，为人工智能年夜模子、通用人工智能、繁杂智能体系的高速高能效计较斥地新路径。

中科院团队开发出头具名向新型芯片的绝缘质料

作为构成芯片的基本元件，晶体管的尺寸跟着芯片缩小不停靠近物理极限，此中阐扬着绝缘作用的栅介质质料十分要害。

近日，中国科学院上海微体系与信息技能研究所研究员狄增峰团队开发出头具名向二维集成电路的单晶氧化铝栅介质质料 人造蓝宝石，这类质料具备卓着的绝缘机能，纵然于厚度仅为1纳米时，也能有用制止电流走漏。该研究员团队于Nature期刊揭晓题为 Single-crystalline metal-oxide dielectrics for top-gate 2D transistors 的研究论文，团队成员曾经道兵玻士为论文第一作者，田子傲研究员、狄增峰研究员为论文配合通信作者。

狄增峰暗示，二维集成电路是一种新型芯片，用厚度仅为1个或者几个原子层的二维半导体质料构建，无望冲破传统芯片的物理极限。但因为缺乏与之婚配的高品质栅介质质料，实在际机能与理论比拟尚存较年夜差异。

传统的栅介质质料于厚度减小到纳米级别时，绝缘机能会降落，进而致使电流走漏，增长芯片的能耗以及发烧量。为应答该难题，团队立异开发出原位插层氧化技能。

原位插层氧化技能的焦点于在精准节制氧原子一层一层有序嵌入金属元素的晶格中，传统氧化铝质料凡是呈无序布局，这会致使其于极薄层面上的绝缘机能年夜幅降落。中国科学院上海微体系与信息技能研究所研究员田子傲暗示。

详细来看，团队起首以锗基石墨烯晶圆作为预沉积衬底生长单晶金属铝，哄骗石墨烯与单晶金属铝之间较弱的范德华作使劲，实现4英寸单晶金属铝晶圆无损剥离，剥离后单晶金属铝外貌出现完��һ�˶�好陷的原子级平整。随后，于极低的氧氛围围下，氧原子逐层嵌入单晶金属铝外貌的晶格中，终极获得不变、化学计量比正确、原子级厚度匀称的氧化铝薄膜晶圆。

狄增峰先容，团队乐成以单晶氧化铝为栅介质质料制备出低功耗的晶体管阵列，晶体管阵列具备精良的机能一致性。晶体管的击穿场强、栅泄电流、界面态密度等指标均满意国际器件与体系线路图对于将来低功耗芯片的要求，无望开导业界成长新一代栅介质质料。

封面图片来历：拍信网

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