北大团队捅破“续航”天花板，超低功耗技术，有望改写芯片历史！

现在的智能手机，功能是越来越强，拍照是越来越清晰，但有个“老大难”问题，就是续航问题依旧没能得到完美解决！

每天早上满电出门，一顿地铁刷下来，电量就掉了一截；周末出去逛个街，还得满世界找共享充电宝。

这背后的罪魁祸首难道就是电池的原因吗？事实上现在的电池容量已经够大了，但续航依旧没能提升很大。

其实这事儿就不能全怪电池，因为手机使用的芯片，本身也是个“电老虎”，如果能够从芯片层面实现技术突破，那么续航确实有望大幅提升。

最近，有一则从北京大学传来的重磅消息，可能要彻底改变这个局面了！这消息有多硬核？它可能直接关系到我们未来是不是能彻底跟“一天一充”说拜拜。

这到底是个啥技术？简单来说，就是给芯片“换个脑子”。

先给大家打个比方，现在的电脑和手机处理器是怎么工作的呢？它里头有两个核心部门：一个是负责思考计算的“大脑皮层”，也就是计算单元，另一个是负责记东西的“海马体”，这是存储单元。

但这俩单元不在一块儿办公，中间隔着一大段距离，这时大部分的时间和电量，都浪费在这来回跑的路上了！

这也就是为什么现在的芯片虽然算得快，但依然很费电，因为超过一半的能量都消耗在了数据的搬运过程中。

其实科学家们早就发现了这个痛点，于是想出了一个绝妙的点子，这就催生了一种革命性的元器件，铁电晶体管。

它的厉害之处在于，既能像CPU一样进行计算，又能像内存一样存储数据，实现了传说中的“存算一体”。

而且，它还有个超能力，就是即使断电了，存在里面的信息也不会丢！

听起来是不是完美？但现实很骨感，这个“铁电晶体管”有个致命的短板，就是“胃口”太大，操作电压太高。

它想吃一口电，得用5伏甚至更高的电压，而咱们现在的逻辑芯片正常工作只需要0.7伏左右。

这就像整个团队都在用节能灯，结果这哥们儿非要开个高功率探照灯，功耗瞬间爆炸，根本没法在实际的芯片里应用。

面对这个世界级难题，北京大学电子学院的邱晨光研究员和彭练矛院士团队，这次是真的放大招了。他们是怎么做的呢？

他们瞄准了晶体管里一个特别关键的栅极部件，你可以把这个栅极想象成控制电流通过的“大门”。以前这扇门比较大，想让它管住高电压下的铁电材料，需要使很大的劲儿。

而北大团队这次干了一件堪称“刀尖上跳舞”的精细活，他们硬是把这扇“大门”的尺寸，缩小到了惊人的1纳米！

1纳米是什么概念？咱们的一根头发丝直径大约是8万纳米。你把这个数字除以8万，大概就能感受到这个尺度有多极限了。

在纳米世界里，当尺度小到一定程度，就会出现奇妙的物理效应，他们正是利用这种极限的尺寸，制造了一个极其局域、极其强大的“电场”，就像用一根极细的针去触碰开关，只需要一丁点力气，就能产生巨大的效果。

这项研究也不只是停留在研究层面，而是已经得出了实验结果，这项结果更是让整个业界都为之振奋。

首先，他们成功地把铁电晶体管的操作电压，从高高在上的5伏以上，一举拉低到了0.6伏！这个电压，终于能和咱们现在最先进的逻辑芯片愉快地“玩耍”了。

其次，它的能耗低到了令人发指的地步，比目前国际上最好的同类成果还要低上一个数量级。更关键的是，它的电压效率突破了理论极限，达到了惊人的125%。

这意味着那个曾经因功耗过高而被判“死刑”的“存算一体”技术，被北大团队用一根“1纳米的神奇之针”给救活了，而且是在超低功耗模式下的完美复活！

那么，这项技术如果真的走出实验室，来到我们身边，会发生什么？可能你的手机不再是“一天一充”，你的智能手表再也不用为了省电关掉各种监测功能等等。

当然，咱们也得理性看待，从实验室的惊艳亮相，到走进工厂大规模量产，再到装进你的手机里，这中间还需要很长的一段路要走，还需要解决材料、工艺、成本等一系列工程化难题。

但无论如何，北大团队的这项研究，无疑是为整个半导体行业打开了一扇全新的大门。

它证明了=在通往更低功耗、更高性能的道路上，中国人走在了世界的最前沿。下一次当你的手机弹出低电量提醒时，或许可以多一份期待，因为改变它的技术或许已经来了。