能屈能伸，清华任天令团队发布全球首款高性能柔性AI芯片｜论文解读

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1 月 28 日，清华大学任天令教授团队及合作者在国际顶级期刊《自然》（Nature）发表了一款名为 FLEXI 的超薄柔性人工智能芯片，预示着消费电子、医疗健康乃至人机交互领域即将迎来新一轮变革。

从“柔性电子”到“柔性智能”的关键一跃

柔性电子技术发展已超过二十年，人们早已熟悉可弯曲的屏幕、可贴附的传感器。然而，让“智能”，即复杂的人工智能计算能力，真正运行在柔性基底上，始终存在一个根本矛盾：传统芯片架构需要高功耗、高算力，这与柔性设备要求的低功耗、可弯曲特性相冲突。

任天令团队的研究，正是突破了这一长期存在的技术瓶颈。

FLEXI 芯片的核心创新在于采用了“数字存内计算”架构。与传统计算芯片（数据需在处理器和内存间来回搬运）不同，这种架构直接在存储器中完成计算，大幅降低了功耗和延迟。这种设计理念在刚性芯片中已有探索，但将其成功移植到柔性基底并实现稳定运行，尚属首次。

FLEXI芯片概览

系统解决“阿喀琉斯之踵”

柔性电子领域公认的“阿喀琉斯之踵”——缺乏高效、通用、可靠的计算核心。FLEXI 的突破在于，它通过“工艺-电路-算法”全链路协同优化，系统性地解决了这一难题：

底层工艺：采用成熟且高性能的低温多晶硅（LTPS）CMOS 技术，确保了晶体管性能。

电路设计：创新的数字存内计算宏单元设计，兼顾了计算精度与电路在弯曲状态下的稳定性。

顶层算法：为芯片的有限资源专门优化轻量化神经网络模型。

正是这种从材料到系统的全栈创新，而非单一环节的改进，使其具备了范式转换的潜力，使其成为一个“变革性工作”。

可量产的实用化数据

这项研究的另一突出价值在于其强烈的实用导向。论文中展示的数据不仅性能优异，更全面论证了其工程化可行性：

极端可靠：在 1 毫米半径下弯折超过 4 万次后性能不衰减，这是穿戴设备日常使用难以企及的强度。

长期稳定：性能在超过 6 个月的时间内无退化。

成本可控：采用与显示屏产业兼容的工艺，单片芯片成本可控制在 1 美元以下，良率最高达 92.1%。

任务验证：在心律失常识别（准确率 99.2%）、人体日常活动分类（准确率 97.4%）等真实场景任务中表现出色。

这些指标共同描绘出一个不再是“原理验证”，而是已准备好走向应用的技术原型。

智能将无处不在且无形

FLEXI 的成功演示，为下一代电子设备形态打开了广阔的想象空间。未来的智能设备，可能不再是需要你佩戴或拿起的“设备”，而是成为物品本身的一部分：

医疗健康：像创可贴一样贴附的、持续监测并分析心电、血压等指标的智能贴片。

人机交互：织入衣物布料，识别手势、感知呼吸与肌电信号的智能织物。

机器人：覆盖机器人全身曲面的“智能皮肤”，提供丰富的环境感知与触觉信息。

这指向了一个泛在智能的未来：计算与智能将融入环境，变得无形、柔性且自适应。

回顾电子技术发展史，计算能力的载体从房间大小的大型机，到桌面 PC，再到掌中的智能手机，其趋势是不断变得更小、更轻、更贴近人。FLEXI 芯片所代表的柔性智能芯片，正是这一趋势的下一站：从“拿在手里”到“贴在身上、织入物里”

这项研究的标志性意义在于，它证明实现“柔性智能”不存在不可逾越的基础物理障碍。通过精巧的跨学科设计与工程优化，已经可以打造出同时具备优秀计算能力和出色机械柔性的智能硬件核心。

当然从实验室原型到消费产品，仍需在系统集成、供电、软件生态等方面推进。但毋庸置疑，任天令团队的工作，已经为这条通往未来的道路，点亮了第一盏坚实而明亮的航标灯。柔性电子领域，终于迎来了自己强大的“大脑”。

论文信息

• 文章标题：A flexible digital compute-in-memory chip for edge intelligence

• 发布期刊：Nature

• 发布时间：2026年1月28日

任天令｜审核

吴欧｜编辑