北大联合中科院发布全球首款相变忆阻器类脑芯片，登《科学》期刊，类脑计算开辟算力全新赛道

发布时间：昨天 10:26

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7 月 3 日凌晨，国际顶级学术期刊《科学》刊发由北京大学集成电路学院、中科院上海微系统所联合攻关的重磅成果 —— 全球首款相变忆阻器神经动力学一体化芯片，攻克困扰行业半个世纪的存储计算分离技术卡点，为低功耗 AI 边缘算力、类脑仿真提供全新硬件方案。

传统硅基 GPU、CPU 采用 “存储与计算分离” 架构，数据频繁在内存与运算单元之间搬运，带来巨大功耗与延迟损耗，在脑科学仿真、海量实时感知数据处理场景存在明显性能天花板。这款相变忆阻器芯片实现存算一体一体化设计，利用硫系材料电阻可逆变化完成数据存储与并行运算，单步运算时延仅 2.12 毫秒，在三维脑皮层重建、多模态实时感知仿真任务中，运算速度对比主流高端 GPU 提升 50 至 478 倍，单位算力功耗下降超 90%，完美适配车载端、机器人、智能终端本地大模型轻量化运行需求。

项目研发团队完成全套自主工艺与专利布局，累计申请 130 余项存算一体核心发明专利，覆盖材料配方、阵列结构、读写控制电路三大核心维度，规避海外忆阻器技术专利壁垒。产业化落地路径清晰，国内上市企业纳思达早在 2018 年便与中科院联合布局 PCRAM 相变存储量产线，是国内少数实现商用化相变存储供货的厂商，具备成熟流片、封装配套能力，双方已达成联合量产协议，2027 年实现亿级规模忆阻器芯片批量出货，优先落地工业检测、车载边缘算力、特种计算场景。

行业发展维度，后摩尔时代芯片性能提升分为三条核心路线：先进封装堆叠、二维新型半导体材料、存算一体忆阻器技术。其中忆阻器芯片无需依赖 EUV 高端光刻设备，依托成熟 28nm、40nm 特色工艺即可大规模制造，具备规模化降本优势。多家海外科技企业同步布局同类技术，但量产进度落后国内团队至少 18 个月。机构测算，2030 年全球存算一体芯片市场规模突破 220 亿美元，智能终端、自动驾驶、工业 AI 将成为核心应用市场，新型存储算力赛道成为国内芯片产业换道超车核心突破口。