北京大学团队打破：1纳米物理栅长铁电晶体管,为AI芯片供给新能够

北京大学电子学院邱晨光-彭练矛团队在非易失性存储器领域实现重大技术突破，首次提出“纳米栅超低功耗铁电晶体管”创新架构，成功攻克超低电压下数据高效存储难题。相关研究成果已发表于国际权威期刊《科学·进展》，为后摩尔时代芯片技术发展开辟新路径。

铁电晶体管作为新型半导体存储器的核心器件，通过铁电材料的极化特性实现数据存储，被视为破解“存储墙”困境和推动人工智能底层架构革新的关键技术。传统铁电存储器件存在工作电压高、物理尺寸受限等瓶颈，该团队通过结构创新与材料优化，成功突破技术壁垒。

研究团队创新性引入纳米栅极电场汇聚增强效应，将器件物理栅长压缩至1纳米极限，研制出可在0.6伏超低电压下稳定工作的铁电晶体管。经实测验证，该器件能耗指标达0.45飞焦/微米，较现有技术降低两个数量级，成为国际上尺寸最小、功耗最低的铁电存储器件。这项突破为构建亚1纳米节点高性能芯片和下一代高算力AI芯片提供了全新物理机制解决方案。

技术原理层面，纳米栅极电场增强效应通过优化电场分布，显著提升了铁电材料的极化响应效率。该设计策略具有普适性，可扩展至多种铁电材料体系，为不同应用场景的器件开发提供理论支撑。研究团队已通过原子层沉积等标准CMOS工艺验证技术可行性，为产业化应用奠定基础。

在知识产权布局方面，研究团队围绕核心技术创新构建了完整的专利体系，已申请涵盖NAND结构兼容与嵌入式SOC架构的专利组合，获得三项中国发明专利授权（专利号：202511671105.4 / 202511672017.6 / 202511674034.3）。这项自主知识产权技术将助力我国在新兴存储领域突破国际技术封锁，形成产业竞争优势。